Ministerie van Energie van de Russische Federatie
INSTRUCTIES
over de installatie van bliksembeveiliging van gebouwen, constructies en industriële communicatie
DUS 153-34.21.122-2003
2004
Goedgekeurd
in opdracht van het Russische Ministerie van Energie
30-06-2003 nr. 280
UDC 621.316.98(083.133)
BBKZ 1.247-5
En 724
De instructies zijn ontwikkeld door: Dr. Tech. Wetenschappen Bazelyan, NS Berlijn, Ph.D. technologie. Wetenschappen Borisov, doctor in de ingenieurswetenschappen. Wetenschappen ES Koletsjitski, doctor in de ingenieurswetenschappen. Wetenschappen Maksimov, doctor in de ingenieurswetenschappen. Wetenschappen E.L. Portnov, doctor in de ingenieurswetenschappen. Wetenschap SA Sokolov, Ph.D. technologie. Wetenschappen A. V. Khlapov
Deze “Instructie...” werd opgenomen in het register van wetenschappelijke en technische documentatie actief in de elektriciteitsindustrie in overeenstemming met het bevel van RAO BES van Rusland OJSC nr. 422 van 14 augustus 2003 onder nummer SO 153-34.21. 122–2003 ter vervanging van de “Instructies voor de installatie van bliksembeveiliging van gebouwen en constructies” (RD.34.21.122-87).
De instructie stelt de noodzakelijke reeks maatregelen en apparaten vast die zijn ontworpen om de veiligheid van mensen en boerderijdieren, de bescherming en bescherming van gebouwen, constructies, industriële communicatie, technologische apparatuur en materialen tegen explosies, branden, vernietiging en de effecten van een elektromagnetisch veld te garanderen. die mogelijk zijn tijdens blikseminslagen.
Bedoeld voor specialisten die gebouwen, constructies en industriële communicatie ontwerpen en exploiteren, ongeacht de afdeling.
VOORWOORD
“Instructies voor de installatie van bliksembeveiliging van gebouwen, constructies en industriële communicatie” werd ontwikkeld ter vervanging van de “Instructies voor de installatie van bliksembeveiliging van gebouwen en constructies” (KB 34.21.122-87), die van kracht waren sinds 1987 , maar onder moderne omstandigheden was er aanzienlijke verbetering nodig.
Zoals gepresenteerd bevatten de instructies de belangrijkste voorzieningen voor bliksembeveiliging tegen directe blikseminslagen en bescherming tegen secundaire blikseminslagen.
Bij het ontwikkelen van deze instructie werden de normen van de Internationale Elektrotechnische Commissie (IEC), volledig Russische normen (GOST) en afdelingsdocumenten (PUE, RD) gebruikt. Dit maakte het mogelijk om binnenlandse normen te harmoniseren met internationale normen.
Voor het eerst bevatten de instructies een aantal nieuwe bepalingen, waaronder bescherming tegen secundaire effecten van bliksem, bescherming van elektrische en optische communicatiekabels tegen blikseminslag, bliksembeveiligingszones voor objecten met een betrouwbaarheid van 0,999, gestandaardiseerde parameters van bliksemstromen, en beschermingszones in overeenstemming met IEC-vereisten.
Deze "Instructie voor de installatie van bliksembeveiliging van gebouwen, constructies en industriële communicatie" werd goedgekeurd bij besluit van het Ministerie van Energie van Rusland nr. 280 van 30 juni 2003.
Als referentiesupplement bevat deze publicatie een sectie waarin de procedure wordt aanbevolen voor het onderhouden van operationele en technische documentatie, de inbedrijfstelling en problemen met het bedienen van bliksembeveiligingsapparatuur.
In de toekomst is het ook de bedoeling om speciale referentiesupplementen uit te brengen, die deze zullen bevatten gedetailleerde aanbevelingen voor afzonderlijke secties Instructies, referentiemateriaal, typische voorbeelden van gebruikstechnieken.
De handleiding en het referentiesupplement daarop zijn ontwikkeld door specialisten: E.M. Bazelyan, NS Berlijn (ENIN vernoemd naar G.M. Krzhizhanovsky), R.K. Borisov (NPF ELNAP, Moskou), E.S. Koletsjitski, B.K. Maksimov (MPEI (TU)), E.L. Portnov, SA Sokolov (MTUSI), A.V. Khlapov (ANO OUUMITTS, Sint-Petersburg).
1. Inleiding
2.1. Termen en definities.
2.2. Classificatie van gebouwen en constructies volgens bliksembeveiligingsapparatuur.
2.3. Parameters van bliksemstromen.
2.3.1. Classificatie van de effecten van bliksemstromen.
2.3.2. Bliksemstroomparameters voorgesteld voor standaardisatie van beschermingsmiddelen tegen directe blikseminslag.
2.3.3. Dichtheid van blikseminslagen op de grond.
2.3.4. Bliksemstroomparameters voorgesteld voor het standaardiseren van beschermingsmiddelen tegen de elektromagnetische effecten van bliksem.
3. Bescherming tegen directe blikseminslag.
3.1. Complex van bliksembeveiligingsmiddelen.
3.2. Extern bliksembeveiligingssysteem.
3.2.1. Bliksemafleiders.
3.2.1.1. Algemene Overwegingen.
3.2.1.2. Natuurlijke bliksemafleiders.
3.2.2. Naar beneden geleiders.
3.2.2.1. Algemene Overwegingen.
3.2.2.2. Locatie van neerwaartse geleiders in bliksembeveiligingsapparaten geïsoleerd van het beschermde object.
3.2.2.3. Locatie van neerwaartse geleiders voor niet-geïsoleerde bliksembeveiligingsapparaten.
3.2.2.4. Instructies voor het neerleggen van geleiders.
3.2.2.5. Natuurlijke elementen van donsgeleiders.
3.2.3. Aardingselektroden.
3.2.3.1. Algemene Overwegingen.
3.2.3.2. Speciaal aangelegde aardelektroden.
3.2.3.3. Natuurlijke aardelektroden.
3.2.4. Bevestigen en verbinden van de elementen van de externe MZS.
3.2.4.1. Bevestiging.
3.2.4.2. Verbindingen.
3.3. Selectie van bliksemafleiders.
3.3.1. Algemene Overwegingen.
3.3.2. Typische beschermingszones voor bliksemafleiders en kabelbliksemafleiders.
3.3.2.1. Beschermingszones van een enkele bliksemafleider.
3.3.2.2. Beschermingszones van een enkele bovenleiding bliksemafleider.
3.3.2.3. Beschermingszones van een bliksemafleider met dubbele staaf.
3.3.2.4. Beschermingszones van bliksemafleider met dubbele kabel.
3.3.2.5. Beschermingszones van een gesloten bovenleidingbliksemafleider.
3.3.4. Bescherming van elektrische metalen kabeltransmissielijnen van backbone- en intrazonale communicatienetwerken.
3.3.4.1. Bescherming van nieuw ontworpen kabellijnen.
3.3.4.2. Bescherming van nieuwe lijnen die in de buurt van bestaande lijnen zijn aangelegd.
3.3.4.3. Bescherming van bestaande kabellijnen.
3.3.5. Bescherming van optische kabeltransmissielijnen van backbone- en intrazonale communicatienetwerken.
3.3.5.1. Toegestaan aantal gevaarlijke blikseminslagen in optische lijnen van trunk- en intrazonale communicatienetwerken.
3.3.6. Bescherming tegen blikseminslag voor elektrische en optische communicatiekabels die in bevolkte gebieden zijn aangelegd.
3.3.7. Bescherming van kabels die langs de rand van het bos zijn gelegd, in de buurt van geïsoleerde bomen, steunen, masten.
4. Bescherming tegen secundaire effecten van bliksem.
4.1. Algemene bepalingen.
4.2. Bliksembeveiligingszones.
4.3. Afscherming.
4.4. Verbindingen.
4.4.1. Verbindingen op zonegrenzen.
4.4.2. Verbindingen binnen het beveiligde volume.
4.5. Aarding.
4.6. Apparaten voor overspanningsbeveiliging.
4.7. Bescherming van apparatuur in bestaande gebouwen.
4.7.1. Beveiligingsmaatregelen bij gebruik van een extern bliksembeveiligingssysteem.
4.7.2. Beschermende maatregelen bij het gebruik van kabels.
4.7.3. Beschermende maatregelen bij het gebruik van antennes en andere apparatuur.
4.7.4. Maatregelen ter bescherming van stroomkabels en communicatiekabels tussen gebouwen.
Referentietoevoeging aan de instructies.
1. INLEIDING
De instructies voor de installatie van bliksembeveiliging van gebouwen, constructies en industriële communicatie (hierna de Instructies genoemd) zijn van toepassing op alle soorten gebouwen, constructies en industriële communicatie, ongeacht de afdeling en de eigendomsvorm.
De instructies zijn bedoeld voor gebruik bij projectontwikkeling, constructie, exploitatie, maar ook bij de reconstructie van gebouwen, constructies en industriële communicatie.
In gevallen waarin de vereisten van de industriële regelgeving strenger zijn dan die in deze instructies, wordt aanbevolen om te voldoen aan de industriële vereisten bij het ontwikkelen van bliksembeveiliging. Het wordt ook aanbevolen om hetzelfde te doen als de instructies in de Instructies niet kunnen worden gecombineerd met technologische kenmerken beschermd voorwerp. In dit geval worden middelen en methoden voor bliksembeveiliging geselecteerd op basis van de voorwaarde om de vereiste betrouwbaarheid te garanderen.
Bij het ontwikkelen van projecten voor gebouwen, constructies en industriële communicatie wordt naast de vereisten van de instructies rekening gehouden met aanvullende vereisten voor bliksembeveiliging in overeenstemming met andere huidige normen, regels, instructies en staatsnormen.
Bij het standaardiseren van bliksembeveiliging is het uitgangspunt dat geen enkel apparaat de ontwikkeling van bliksem kan voorkomen.
Toepassing van de norm bij de keuze voor bliksembeveiliging verkleint de kans op schade door blikseminslag aanzienlijk.
Het type en de plaatsing van bliksembeveiligingsapparatuur worden geselecteerd in de ontwerpfase van een nieuwe installatie om maximaal gebruik te kunnen maken van de geleidende elementen daarvan. Dit zal de ontwikkeling en implementatie van bliksembeveiligingsapparatuur in combinatie met het gebouw zelf vergemakkelijken, het esthetische uiterlijk ervan verbeteren, de efficiëntie van bliksembeveiliging vergroten en de kosten en arbeidskosten ervan minimaliseren.
2. ALGEMENE BEPALINGEN
2.1. Termen en definities
Bliksem slaat in op de grond- een elektrische ontlading van atmosferische oorsprong tussen een onweerswolk en de grond, bestaande uit een of meer stroompulsen.
Hitpunt– het punt waarop bliksem in contact komt met de grond, het gebouw of de bliksembeveiligingsinrichting. Een blikseminslag kan meerdere inslagpunten hebben.
Beschermd voorwerp– een gebouw of bouwwerk, deel of ruimte daarvan, waarvoor bliksembeveiliging is aangebracht dat voldoet aan de eisen van deze norm.
Bliksembeveiligingsapparaat– een systeem waarmee u een gebouw of constructie kunt beschermen tegen de gevolgen van bliksem. Het omvat externe (buiten een gebouw of constructie) en interne (binnen een gebouw of constructie) apparaten. In bijzondere gevallen mag de bliksembeveiliging alleen externe of alleen interne apparaten bevatten.
Beveiligingsinrichtingen tegen directe blikseminslag (bliksemafleiders)– een complex bestaande uit bliksemafleiders, neerwaartse geleiders en aardgeleiders.
Beveiligingsinrichtingen tegen secundaire bliksemeffecten– apparaten die de effecten van elektrische en magnetische bliksemvelden beperken.
Potentiaalvereffeningsapparaten– elementen van beveiligingsapparatuur die het potentiaalverschil beperken dat wordt veroorzaakt door de verspreiding van bliksemstroom.
Bliksemafleider– onderdeel van een bliksemafleider die is ontworpen om bliksem te onderscheppen.
Neergeleider (afdaling)– onderdeel van een bliksemafleider die is ontworpen om de bliksemstroom van de bliksemafleider naar de aardelektrode af te leiden.
Aardingsapparaat – een combinatie van aardelektrode en aardgeleiders.
Aardelektrode– een geleidend onderdeel of een reeks onderling verbonden geleidende onderdelen die rechtstreeks of via een tussenliggend geleidend medium in elektrisch contact staan met de aarde.
Aardlus– een aardgeleider in de vorm van een gesloten lus rond een gebouw in de grond of op het oppervlak ervan.
Weerstand aardingsapparaat– de verhouding tussen de spanning op het aardingsapparaat en de stroom die van de aardelektrode naar de aarde vloeit.
Spanning op het aardingsapparaat– spanning die optreedt wanneer stroom van de aardelektrode naar de aarde vloeit tussen het punt van stroominvoer in de aardelektrode en de nulpotentiaalzone.
Onderling verbonden metalen fittingen– versterking van gewapende betonconstructies van een gebouw (constructie), die de elektrische continuïteit van het circuit garandeert.
Gevaarlijke vonken– onaanvaardbare elektrische ontladingen binnen het beschermde object veroorzaakt door blikseminslag.
Veilige afstand– de minimale afstand tussen twee geleidende elementen buiten of binnen het beschermde object, waarbij er geen gevaarlijke vonk tussen hen kan ontstaan.
Overspanningsbeveiliging– een apparaat dat is ontworpen om overspanningen op het beveiligde object te beperken (bijvoorbeeld een overspanningsafleider, niet-lineaire overspanningsbeveiliging of een ander beveiligingsapparaat).
Vrijstaande bliksemafleider– een bliksemafleider, waarvan de bliksemafleiders en de neerwaartse geleiders zodanig zijn geplaatst dat het bliksemstroompad geen contact maakt met het beschermde object.
Bliksemafleider geïnstalleerd op het beschermde object– een bliksemafleider waarvan de bliksemafleiders en de neerwaartse geleiders zodanig zijn geplaatst dat een deel van de bliksemstroom zich door het beschermde object of de aardgeleider ervan kan verspreiden.
Bliksembeveiligingszone– een ruimte in de buurt van een bliksemafleider met een bepaalde geometrie, met het kenmerk dat de waarschijnlijkheid van een blikseminslag op een object dat zich volledig binnen zijn volume bevindt, een bepaalde waarde niet overschrijdt.
Aanvaardbare waarschijnlijkheid van een bliksemdoorbraak– maximaal toelaatbare waarschijnlijkheid P van een blikseminslag op een door bliksemafleiders beschermd object.
Betrouwbaarheid van bescherming wordt gedefinieerd als 1 – R.
Industriële communicatie – kabel lijnen(stroom, informatie, meten, regelen, communicatie en alarmering), geleidende pijpleidingen, niet-geleidende pijpleidingen met een intern geleidend medium.
2.2. Classificatie van gebouwen en constructies door middel van bliksembeveiligingsapparatuur
De classificatie van objecten wordt bepaald door het gevaar van blikseminslag voor het object zelf en zijn omgeving.
De onmiddellijke gevaarlijke gevolgen van bliksem zijn onder meer brand, mechanische schade, verwondingen aan mensen en dieren en schade aan elektrische en elektronische apparatuur. De gevolgen van een blikseminslag kunnen explosies van vaste, vloeibare en gasvormige materialen en stoffen zijn en het vrijkomen van gevaarlijke producten - radioactief en giftig chemische substanties, evenals bacteriën en virussen.
Blikseminslagen kunnen bijzonder gevaarlijk zijn voor informatiesystemen, commando- en controlesystemen en energievoorzieningssystemen. Voor elektronische apparaten geïnstalleerd in objecten voor verschillende doeleinden, is speciale bescherming vereist.
De beschouwde objecten kunnen worden onderverdeeld in gewoon en bijzonder.
Reguliere voorwerpen– woon- en administratieve gebouwen, evenals gebouwen en bouwwerken met een hoogte van niet meer dan 60 m, bestemd voor de handel, industriële productie, landbouw.
Bijzondere objecten:
voorwerpen die een gevaar vormen voor de directe omgeving;
voorwerpen die een gevaar vormen voor de sociale en fysieke omgeving (voorwerpen die bij blikseminslag schadelijke biologische, chemische en radioactieve emissies kunnen veroorzaken);
andere objecten waarvoor speciale bliksembeveiliging kan worden geboden, bijvoorbeeld gebouwen met een hoogte van meer dan 60 m, speeltuinen, tijdelijke constructies, objecten in aanbouw.
In tafel 2.1 geeft voorbeelden van het verdelen van objecten in vier klassen.
Tabel 2.1
Voorbeelden van objectclassificatie
| Een voorwerp | Object type | Gevolgen van een blikseminslag |
| Reguliere voorwerpen | Huis | Uitvallen van elektrische installaties, brand en materiële schade. Meestal kleine schade aan voorwerpen die zich op de plaats van de blikseminslag bevinden of door het kanaal ervan worden getroffen |
| Reguliere voorwerpen | Boerderij | In eerste instantie - een brand en de introductie van gevaarlijke spanning, daarna - stroomverlies met het risico van overlijden van dieren als gevolg van het falen van het elektronische ventilatiecontrolesysteem, de voertoevoer, enz. |
| Theater; school; Warenhuis; sportfaciliteit | Stroomuitval (zoals verlichting) die paniek kan veroorzaken. Systeemfout brandalarm, waardoor de brandbestrijdingsmaatregelen vertraging opliepen |
|
| Bank; Verzekeringsbedrijf; commercieel kantoor | Stroomuitval (zoals verlichting) die paniek kan veroorzaken. Het uitvallen van het brandalarmsysteem veroorzaakt vertraging bij de brandpreventieactiviteiten. Verloren communicatie, computerstoringen met gegevensverlies |
|
| Ziekenhuis; kleuterschool; verzorgingstehuis | Stroomuitval (zoals verlichting) die paniek kan veroorzaken. Het uitvallen van het brandalarmsysteem veroorzaakt vertraging bij de brandpreventieactiviteiten. Verlies van communicatieapparatuur, computerstoringen met verlies van gegevens. De aanwezigheid van ernstig zieke mensen en de noodzaak om immobiele mensen te helpen |
|
| Industriële ondernemingen | Bijkomende gevolgen afhankelijk van de productieomstandigheden - van kleine schade tot grote schade door verloren producten |
|
| Musea en archeologische vindplaatsen | Onvervangbaar verlies van cultuurgoederen |
|
| Bijzondere objecten met beperkt gevaar | Communicatiemiddelen; energiecentrales; brandgevaarlijke industrieën | Onaanvaardbare verstoring van de openbare dienstverlening (telecommunicatie). Indirect brandgevaar voor aangrenzende objecten |
| Bijzondere voorwerpen die een gevaar vormen voor de directe omgeving | Olieraffinaderijen; benzine station; productie van vuurwerk en vuurwerk | Branden en explosies binnen de faciliteit en in de directe omgeving |
| Speciale voorwerpen die gevaarlijk zijn voor het milieu | Chemische fabriek; kerncentrale; biochemische fabrieken en laboratoria | Brand en apparatuurstoringen met schadelijke gevolgen voor het milieu |
Tijdens de constructie en reconstructie is het voor elke klasse objecten noodzakelijk om de noodzakelijke niveaus van betrouwbaarheid van bescherming tegen directe blikseminslagen (DLM) te bepalen. Bijvoorbeeld, voor gewone voorwerpen Er kunnen vier niveaus van beschermingsbetrouwbaarheid worden geboden, aangegeven in de tabel. 2.2.
MINISTERIE VAN ENERGIE VAN DE RUSSISCHE FEDERATIE
GOEDGEKEURD
in opdracht van het Russische Ministerie van Energie
gedateerd 30 juni 2003 nr. 280
INSTRUCTIES VOOR BLIKSEMBEVEILIGING VAN GEBOUWEN, STRUCTUREN EN INDUSTRIËLE COMMUNICATIE
DUS 153-34.21.122-2003
UDC 621.316(083.13)
De instructies zijn van toepassing op alle soorten gebouwen, structuren en industriële communicatie, ongeacht de afdeling of de eigendomsvorm.
Voor managers en specialisten van ontwerp- en operationele organisaties.
1. INLEIDING
De instructies voor de installatie van bliksembeveiliging van gebouwen, constructies en industriële communicatie (hierna de Instructies genoemd) zijn van toepassing op alle soorten gebouwen, constructies en industriële communicatie, ongeacht de afdeling en de eigendomsvorm.
De instructies zijn bedoeld voor gebruik bij projectontwikkeling, constructie, exploitatie, maar ook bij de reconstructie van gebouwen, constructies en industriële communicatie.
In gevallen waarin de vereisten van de industriële regelgeving strenger zijn dan die in deze instructies, wordt aanbevolen om te voldoen aan de industriële vereisten bij het ontwikkelen van bliksembeveiliging. Het wordt ook aanbevolen om in actie te komen wanneer de instructies in de Instructies niet kunnen worden gecombineerd met de technologische kenmerken van het beschermde object. In dit geval worden de gebruikte middelen en methoden voor bliksembeveiliging geselecteerd op basis van de voorwaarde dat de vereiste betrouwbaarheid wordt gegarandeerd.
Bij het ontwikkelen van projecten voor gebouwen, constructies en industriële communicatie wordt naast de vereisten van de instructies rekening gehouden met aanvullende vereisten voor de implementatie van bliksembeveiliging van andere huidige normen, regels, instructies en staatsnormen.
Bij het standaardiseren van bliksembeveiliging is het uitgangspunt dat geen enkel apparaat de ontwikkeling van bliksem kan voorkomen.
Toepassing van de norm bij de keuze voor bliksembeveiliging verkleint de kans op schade door blikseminslag aanzienlijk.
Het type en de plaatsing van bliksembeveiligingsapparatuur worden geselecteerd in de ontwerpfase van een nieuwe installatie om maximaal gebruik te kunnen maken van de geleidende elementen daarvan. Dit zal de ontwikkeling en implementatie van bliksembeveiligingsapparatuur in combinatie met het gebouw zelf vergemakkelijken, het esthetische uiterlijk ervan verbeteren, de efficiëntie van bliksembeveiliging vergroten en de kosten en arbeidskosten ervan minimaliseren.
2. ALGEMENE BEPALINGEN
2.1. Termen en definities
Een blikseminslag op de grond is een elektrische ontlading van atmosferische oorsprong tussen een onweerswolk en de grond, bestaande uit een of meer stroompulsen.
Inslagpunt - het punt waarop bliksem in contact komt met de grond, het gebouw of het bliksembeveiligingsapparaat. Een blikseminslag kan meerdere inslagpunten hebben.
Beschermd object - een gebouw of constructie, deel of ruimte daarvan, waarvoor bliksembeveiliging is geïnstalleerd die voldoet aan de eisen van deze norm.
Bliksembeveiligingsapparaat is een systeem waarmee u een gebouw of constructie kunt beschermen tegen de gevolgen van bliksem. Het omvat externe en interne apparaten. In bijzondere gevallen mag de bliksembeveiliging alleen externe of alleen interne apparaten bevatten.
Beveiligingsinrichtingen tegen directe blikseminslag (bliksemafleiders) zijn een complex bestaande uit bliksemafleiders, neerwaartse geleiders en aardgeleiders.
Beveiligingsapparaten tegen secundaire effecten van bliksem zijn apparaten die de effecten van elektrische en magnetische bliksemvelden beperken.
Potentiaalvereffeningsapparaten zijn elementen van beveiligingsapparaten die het potentiaalverschil beperken dat wordt veroorzaakt door de verspreiding van bliksemstroom.
Een luchtterminal is een onderdeel van een bliksemafleider die is ontworpen om bliksem te onderscheppen.
Neergeleider (afdaling) is een onderdeel van een bliksemafleider die is ontworpen om de bliksemstroom van de bliksemafleider naar de aardelektrode af te leiden.
Aardingsapparaat - een combinatie van aardelektrode en aardgeleiders.
Aardelektrode - een geleidend onderdeel of een reeks onderling verbonden geleidende onderdelen die rechtstreeks of via een geleidend medium in elektrisch contact staan met de aarde.
Aardingslus - een aardgeleider in de vorm van een gesloten lus rond een gebouw in de grond of op het oppervlak ervan.
De weerstand van het aardingsapparaat is de verhouding tussen de spanning op het aardingsapparaat en de stroom die van het aardingsapparaat naar de aarde vloeit.
De spanning op het aardingsapparaat is de spanning die optreedt wanneer stroom van de aardelektrode naar de aarde vloeit tussen het punt van stroominvoer in de aardelektrode en de nulpotentiaalzone.
Onderling verbonden metalen wapening is de versterking van gewapende betonconstructies van een gebouw (constructie), die de elektrische continuïteit garandeert.
Gevaarlijke vonken zijn een onaanvaardbare elektrische ontlading in een beveiligd object, veroorzaakt door blikseminslag.
Veilige afstand is de minimale afstand tussen twee geleidende elementen buiten of binnen het beschermde object, waarbij er geen gevaarlijke vonk tussen hen kan ontstaan.
Een ois een apparaat dat is ontworpen om overspanningen tussen elementen van het beschermde object te beperken (bijvoorbeeld een overspanningsafleider, niet-lineaire overspanningsbeveiliging of een ander beveiligingsapparaat).
Een vrijstaande bliksemafleider is een bliksemafleider waarvan de bliksemafleiders en neerwaartse geleiders zo zijn geplaatst dat het bliksemstroompad geen contact heeft met het beschermde object.
Een op een beschermd object geïnstalleerde bliksemafleider is een bliksemafleider waarvan de bliksemafleiders en de neerwaartse geleiders zo zijn geplaatst dat een deel van de bliksemstroom zich door het beschermde object of de aardgeleider ervan kan verspreiden.
De beschermingszone van een bliksemafleider is de ruimte in de buurt van een bliksemafleider met een bepaalde geometrie, met het kenmerk dat de waarschijnlijkheid van een blikseminslag op een object dat zich volledig binnen zijn volume bevindt, een bepaalde waarde niet overschrijdt.
De toelaatbare kans op een bliksemdoorbraak is de maximaal toelaatbare kans P van een blikseminslag op een door bliksemafleiders beschermd object.
De betrouwbaarheid van de bescherming wordt gedefinieerd als 1 - R.
Industriële communicatie - stroom- en informatiekabels, geleidende pijpleidingen, niet-geleidende pijpleidingen met een intern geleidend medium.
2.2. Classificatie van gebouwen en constructies door middel van bliksembeveiligingsapparatuur
De classificatie van objecten wordt bepaald door het gevaar van blikseminslag voor het object zelf en zijn omgeving.
De directe gevaren van bliksem zijn onder meer brand, mechanische schade, verwondingen aan mensen en dieren en schade aan elektrische en elektronische apparatuur. De gevolgen van een blikseminslag kunnen explosies zijn en het vrijkomen van gevaarlijke producten - radioactieve en giftige chemicaliën, maar ook bacteriën en virussen.
Blikseminslagen kunnen bijzonder gevaarlijk zijn voor informatiesystemen, commando- en controlesystemen en energievoorzieningssystemen. Elektronische apparaten die voor verschillende doeleinden in objecten zijn geïnstalleerd, vereisen speciale bescherming.
De beschouwde objecten kunnen worden onderverdeeld in gewoon en bijzonder.
Gewone objecten - woon- en administratieve gebouwen, evenals gebouwen en constructies met een hoogte van niet meer dan 60 m, bedoeld voor handel, industriële productie en landbouw.
Bijzondere objecten:
voorwerpen die een gevaar vormen voor de directe omgeving;
voorwerpen die een gevaar vormen voor de sociale en fysieke omgeving (voorwerpen die bij blikseminslag schadelijke biologische, chemische en radioactieve emissies kunnen veroorzaken);
andere objecten waarvoor speciale bliksembeveiliging kan worden geboden, bijvoorbeeld gebouwen met een hoogte van meer dan 60 m, speeltuinen, tijdelijke constructies, objecten in aanbouw.
In tafel 2.1 geeft voorbeelden van het verdelen van objecten in vier klassen.
Tabel 2.1
Voorbeelden van objectclassificatie
| Een voorwerp | Object type | Gevolgen van een blikseminslag |
|---|---|---|
| Normaal | Huis | Uitvallen van elektrische installaties, brand en materiële schade. Meestal kleine schade aan voorwerpen die zich op de plaats van de blikseminslag bevinden of door het kanaal ervan worden getroffen |
| Boerderij | In eerste instantie - een brand en de introductie van gevaarlijke spanning, daarna - stroomverlies met het risico van overlijden van dieren als gevolg van het falen van het elektronische ventilatiecontrolesysteem, de voertoevoer, enz. | |
| Theater; school; Warenhuis; sportfaciliteit | Stroomuitval (zoals verlichting) die paniek kan veroorzaken. Het uitvallen van het brandmeldsysteem, waardoor de brandbestrijdingsactiviteiten vertraging oplopen | |
| Bank; Verzekeringsbedrijf; commercieel kantoor | Stroomuitval (zoals verlichting) die paniek kan veroorzaken. Het uitvallen van het brandalarmsysteem veroorzaakt vertraging bij de brandpreventieactiviteiten. Verloren communicatie, computerstoringen met gegevensverlies | |
| Ziekenhuis; kleuterschool; verzorgingstehuis | Stroomuitval (zoals verlichting) die paniek kan veroorzaken. Het uitvallen van het brandalarmsysteem veroorzaakt vertraging bij de brandpreventieactiviteiten. Verlies van communicatieapparatuur, computerstoringen met verlies van gegevens. De noodzaak om ernstig zieke en immobiele mensen te helpen | |
| Industriële ondernemingen | Bijkomende gevolgen afhankelijk van de productieomstandigheden - van kleine schade tot grote schade door productverlies | |
| Musea en archeologische vindplaatsen | Onvervangbaar verlies van cultuurgoederen | |
| Speciaal met beperkt gevaar | Communicatiemiddelen; energiecentrales; brandgevaarlijke industrieën | Onaanvaardbare verstoring van de openbare dienstverlening (telecommunicatie). Indirect brandgevaar voor aangrenzende objecten |
| Bijzonder, gevaar opleveren voor de directe omgeving | Olieraffinaderijen; benzine station; productie van vuurwerk en vuurwerk | Branden en explosies binnen de faciliteit en in de directe omgeving |
| Bijzonder, gevaarlijk voor het milieu | Chemische fabriek; kerncentrale; biochemische fabrieken en laboratoria | Brand en apparatuurstoringen met schadelijke gevolgen voor het milieu |
Tijdens de constructie en reconstructie is het voor elke klasse objecten noodzakelijk om de noodzakelijke niveaus van betrouwbaarheid van bescherming tegen directe blikseminslagen (DLM) te bepalen. Voor gewone objecten kunnen bijvoorbeeld vier niveaus van beveiligingsbetrouwbaarheid worden aangeboden, aangegeven in de tabel. 2.2.
Tabel 2.2
Beschermingsniveaus tegen lichtvervuiling voor gewone objecten
| Beschermingsniveau | Betrouwbaarheid van bescherming tegen schokgolven |
|---|---|
| I | 0,98 |
| II | 0,95 |
| III | 0,90 |
| IV | 0,80 |
Voor speciale faciliteiten wordt het minimaal aanvaardbare niveau van betrouwbaarheid van bescherming tegen PUL vastgesteld op een bereik van 0,9-0,999, afhankelijk van de mate van de sociale betekenis ervan en de ernst van de verwachte gevolgen van PUL, in overeenstemming met de staatscontroleautoriteiten.
Op verzoek van de klant kan het project een betrouwbaarheidsniveau omvatten dat het maximaal toelaatbare overschrijdt.
2.3. Bliksemstroomparameters
Bliksemstroomparameters zijn nodig voor het berekenen van mechanische en thermische effecten, evenals voor het standaardiseren van beschermingsmiddelen tegen elektromagnetische invloeden.
2.3.1. Classificatie van de effecten van bliksemstromen
Voor elk niveau van bliksembeveiliging moeten de maximaal toegestane bliksemstroomparameters worden bepaald. De in de norm gegeven gegevens gelden voor neerwaartse en opwaartse bliksem.
De polariteitsverhouding van bliksemontladingen is afhankelijk van de geografische locatie van het gebied. Bij gebrek aan lokale gegevens wordt aangenomen dat deze verhouding 10% bedraagt voor ontladingen met positieve stromen en 90% voor ontladingen met negatieve stromen.
De mechanische en thermische effecten van bliksem worden bepaald door de piekwaarde van de stroom I, de totale lading Q totaal, de lading in de puls Q imp en de specifieke energie W/R. De hoogste waarden van deze parameters worden waargenomen bij positieve ontladingen.
Schade veroorzaakt door geïnduceerde overspanningen wordt bepaald door de steilheid van het bliksemstroomfront. De helling wordt beoordeeld binnen een niveau van 30% en 90% van de hoogste stroomwaarde. De hoogste waarde van deze parameter wordt waargenomen in daaropvolgende pulsen van negatieve ontladingen.
2.3.2. Parameters van bliksemstromen voorgesteld voor standaardisatie van beschermingsmiddelen tegen directe blikseminslagen
De waarden van de ontwerpparameters voor degenen die in de tabel zijn geaccepteerd. 2.2 veiligheidsniveaus (met een verhouding van 10% tot 90% tussen de aandelen positieve en negatieve lozingen) worden weergegeven in de tabel. 2.3.
Tabel 2.3
Overeenstemming van bliksemstroomparameters en beveiligingsniveaus
2.3.3. Dichtheid van blikseminslagen op de grond
De dichtheid van blikseminslagen in de grond, uitgedrukt in het aantal blikseminslagen per 1 km 2 aardoppervlak per jaar, wordt bepaald aan de hand van meteorologische waarnemingen ter plaatse van het object.
Als de dichtheid van blikseminslagen in de grond N g onbekend is, kan deze worden berekend met behulp van de volgende formule, 1/(km 2 jaar):
, (2.1)
waarbij T d de gemiddelde duur van onweersbuien in uren is, bepaald op basis van regionale kaarten van de intensiteit van onweersbuien.
2.3.4. Parameters van bliksemstromen voorgesteld voor standaardisatie van beschermingsmiddelen tegen elektromagnetische effecten van bliksem
Naast mechanische en thermische effecten veroorzaakt bliksemstroom krachtige pulsen van elektromagnetische straling, die schade kunnen veroorzaken aan systemen, waaronder communicatie-, besturings-, automatiseringsapparatuur, computer- en informatieapparatuur, enz. Deze complexe en dure systemen worden in veel industrieën en bedrijven gebruikt. . Hun schade als gevolg van blikseminslag is zowel om veiligheidsredenen als om economische redenen zeer onwenselijk.
Een blikseminslag kan een enkele stroompuls bevatten of bestaan uit een reeks pulsen, gescheiden door tijdsperioden waarin een zwakke begeleidende stroom vloeit. De parameters van de stroompuls van de eerste component verschillen aanzienlijk van de kenmerken van de pulsen van volgende componenten. Hieronder staan gegevens die de berekende parameters karakteriseren van stroompulsen van de eerste en volgende pulsen (tabellen 2.4 en 2.5), evenals langetermijnstroom (tabel 2.6) in pauzes tussen pulsen voor gewone objecten op verschillende beschermingsniveaus.
Tabel 2.4
Parameters van de eerste bliksemstroompuls
| Huidige parameter | Beschermingsniveau | ||
|---|---|---|---|
| I | II | III, IV | |
| Maximale stroom I, kA | 200 | 150 | 100 |
| Frontduur T 1, µs | 10 | 10 | 10 |
| Halfwaardetijd T 2, μs | 350 | 350 | 350 |
| Opladen in puls Q som *, C | 100 | 75 | 50 |
| Specifieke energie per puls W/R**, MJ/Ohm | 10 | 5,6 | 2,5 |
________________
* Omdat een aanzienlijk deel van de totale lading Q-som bij de eerste puls valt, wordt aangenomen dat de totale lading van alle korte pulsen gelijk is aan de gegeven waarde.
** Omdat een aanzienlijk deel van de totale specifieke energie W/R optreedt in de eerste puls, wordt aangenomen dat de totale lading van alle korte pulsen gelijk is aan de gegeven waarde.
Tabel 2.5
Parameters van de daaropvolgende bliksemstroompuls
Tabel 2.6
Parameters van langdurige bliksemstroom in het interval tussen pulsen
______________
* Q dl - lading veroorzaakt door een lange stroomstroom in de periode tussen twee bliksemstroompulsen.
De gemiddelde stroom is ongeveer gelijk aan Q dl/T.
De vorm van de stroompulsen wordt bepaald door de volgende uitdrukking:
waarbij I de maximale stroom is;
h - coëfficiënt die de maximale stroomwaarde corrigeert;
t - tijd;
τ 1 - tijdconstante voor het front;
τ 2 - tijdconstante voor verval.
De waarden van de parameters in formule (2.2), die de verandering in bliksemstroom in de loop van de tijd beschrijft, worden gegeven in de tabel. 2.7.
Tabel 2.7
Parameterwaarden voor het berekenen van de bliksemstroompulsvorm
| Parameter | Eerste impuls | Vervolgimpuls | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Beschermingsniveau | Beschermingsniveau | |||||
| I | II | III, IV | I | II | III, IV | |
| ik, kA | 200 | 150 | 100 | 50 | 37,5 | 25 |
| H | 0,93 | 0,93 | 0,93 | 0,993 | 0,993 | 0,993 |
| τ 1, μs | 19,0 | 19,0 | 19,0 | 0,454 | 0,454 | 0,454 |
| τ 2, μs | 485 | 485 | 485 | 143 | 143 | 143 |
Een lange puls kan als rechthoekig worden beschouwd met een gemiddelde stroom I en duur T die overeenkomt met de gegevens in de tabel. 2.6.
3. BESCHERMING TEGEN DIRECTE BLIKSEMAANSLAG
3.1. Complex van bliksembeveiligingsmiddelen
De set bliksembeveiligingsmiddelen voor gebouwen of constructies omvat apparaten voor bescherming tegen directe blikseminslag (extern bliksembeveiligingssysteem - LPS) en apparaten voor bescherming tegen secundaire effecten van bliksem (intern LPS). In bijzondere gevallen mag de bliksembeveiliging alleen externe of alleen interne apparaten bevatten. Over het algemeen vloeit een deel van de bliksemstromen door de interne bliksembeveiligingselementen.
Een externe MES kan worden geïsoleerd van de constructie (vrijstaande bliksemafleiders - staaf of kabel, evenals aangrenzende constructies die de functies van natuurlijke bliksemafleiders vervullen) of kan op de beschermde constructie worden geïnstalleerd en er zelfs deel van uitmaken.
Interne bliksembeveiligingsapparaten zijn ontworpen om de elektromagnetische effecten van bliksemstroom te beperken en vonken in het beschermde object te voorkomen.
Bliksemstromen die de bliksemafleiders binnendringen, worden via een systeem van neerwaartse geleiders (downgeleiders) in het aardelektrodesysteem ontladen en in de grond verspreid.
3.2. Extern bliksembeveiligingssysteem
Over het algemeen bestaat de externe MPS uit bliksemafleiders, neerwaartse geleiders en aardgeleiders. Wanneer speciale productie hun materiaal en doorsneden moeten voldoen aan de eisen van de tabel. 3.1.
Tabel 3.1
Materiaal en minimale doorsneden van elementen van de externe MZS
Opmerking. Opgegeven waarden kan toenemen afhankelijk van verhoogde corrosie of mechanische belasting.
3.2.1. Bliksemafleiders
3.2.1.1. Algemene Overwegingen
Bliksemafleiders kunnen speciaal worden geïnstalleerd, ook ter plaatse, of hun functies worden uitgevoerd door structurele elementen van het beschermde object; in het laatste geval worden ze natuurlijke bliksemafleiders genoemd.
Bliksemafleiders kunnen bestaan uit een willekeurige combinatie van de volgende elementen: staven, spandraden (kabels), gaasgeleiders (roosters).
3.2.1.2. Natuurlijke bliksemafleiders
De volgende structurele elementen van gebouwen en constructies kunnen als natuurlijke bliksemafleiders worden beschouwd:
- a) metalen daken van beschermde objecten, op voorwaarde dat:
- elektrische continuïteit tussen in verschillende delen gegarandeerd voor een lange tijd;
de dikte van het dakmetaal is niet minder dan de t-waarde gegeven in de tabel. 3.2, als het nodig is om het dak te beschermen tegen schade of brandwonden;
de dikte van het dakmetaal is minimaal 0,5 mm, als het niet nodig is om het tegen beschadiging te beschermen en er geen gevaar bestaat voor ontbranding van brandbare materialen onder het dak;
Het dak is niet voorzien van een isolerende coating. Een klein laagje corrosiewerende verf of een laag asfaltcoating van 0,5 mm of een laag plastic coating van 1 mm wordt echter niet als isolatie beschouwd;
niet-metalen bedekkingen op of onder een metalen dak reiken niet verder dan het beschermde object;
c) metalen elementen zoals regenpijpen, decoraties, hekken langs de rand van het dak, enz., als hun doorsnede niet kleiner is dan de waarden voorgeschreven voor conventionele bliksemafleiders;
d) technologische metalen buizen en tanks, als deze zijn gemaakt van metaal met een dikte van minimaal 2,5 mm en het smelten of doorbranden van dit metaal niet tot gevaarlijke of onaanvaardbare gevolgen zal leiden;
e) metalen buizen en tanks, als deze zijn gemaakt van metaal met een dikte van minimaal t, aangegeven in de tabel. 3.2, en als de temperatuurstijging aan de binnenkant van het object op het moment van de blikseminslag geen gevaar oplevert.
Tabel 3.2
De dikte van het dak, de leiding of het tanklichaam dat als natuurlijke bliksemafleider fungeert
3.2.2. Naar beneden geleiders
3.2.2.1. Algemene Overwegingen
Om de kans op gevaarlijke vonken te verkleinen, moeten neerwaartse geleiders zo worden geplaatst dat tussen het letselpunt en de grond:
- a) de stroomspreiding langs verschillende parallelle paden;
b) de lengte van deze paden werd tot een minimum beperkt.
3.2.2.2. Locatie van neerwaartse geleiders in bliksembeveiligingsapparaten geïsoleerd van het beschermde object
Als de bliksemafleider bestaat uit staven die op afzonderlijke steunen (of één steun) zijn geïnstalleerd, moet voor elke steun minstens één neerwaartse geleider worden voorzien.
Als de bliksemafleider uit afzonderlijke horizontale draden (kabels) of één draad (kabel) bestaat, is voor elk uiteinde van de kabel minimaal één neerwaartse geleider nodig.
Als de bliksemafleider een gaasstructuur is die boven het beschermde object hangt, is voor elk van zijn steunen ten minste één neerwaartse geleider vereist. Het totale aantal neerwaartse geleiders moet minimaal twee zijn.
3.2.2.3. Locatie van neerwaartse geleiders voor niet-geïsoleerde bliksembeveiligingsapparaten
Neergeleiders bevinden zich zo rond de omtrek van het beschermde object dat de gemiddelde afstand ertussen niet kleiner is dan de waarden in de tabel. 3.3.
Neergeleiders zijn verbonden door horizontale riemen nabij het grondoppervlak en elke 20 m langs de hoogte van het gebouw.
Tabel 3.3
Gemiddelde afstanden tussen neerwaartse geleiders, afhankelijk van het beschermingsniveau
| Beschermingsniveau | Gemiddelde afstand, m |
|---|---|
| I | 10 |
| II | 15 |
| III | 20 |
| IV | 25 |
3.2.2.4. Richtlijnen voor het neerleggen van geleiders
Het is wenselijk dat de neerwaartse geleiders gelijkmatig rond de omtrek van het beschermde object zijn geplaatst. Indien mogelijk worden ze dichtbij de hoeken van gebouwen gelegd.
Benedengeleiders die niet geïsoleerd zijn van het beschermde object worden als volgt gelegd:
- als de muur is gemaakt van niet-brandbaar materiaal neerwaartse geleiders kunnen aan het muuroppervlak worden bevestigd of door de muur lopen;
als de muur uit brandbaar materiaal bestaat, kunnen de neerwaartse geleiders rechtstreeks op het muuroppervlak worden bevestigd, zodat de temperatuurstijging tijdens de bliksemstroom geen gevaar oplevert voor het muurmateriaal;
indien de wand uit brandbaar materiaal bestaat en een temperatuurstijging van de neerwaartse geleiders gevaar oplevert, moeten de neerwaartse geleiders zo worden geplaatst dat de afstand tussen hen en het beschermde object altijd groter is dan 0,1 m. voor de bevestiging mogen de neerwaartse geleiders contact maken met de muur.
In afvoerbuizen mogen geen neerwaartse geleiders worden geïnstalleerd. Het wordt aanbevolen om geleiders op de grootst mogelijke afstand van deuren en ramen te plaatsen.
Neergeleiders worden langs rechte en verticale lijnen gelegd, zodat het pad naar de grond zo kort mogelijk is. Het wordt niet aanbevolen om geleiders in de vorm van lussen aan te leggen.
3.2.2.5. Natuurlijke elementen van donsgeleiders
De volgende structurele elementen van gebouwen kunnen als natuurlijke neerwaartse geleiders worden beschouwd:
- a) metalen constructies, op voorwaarde dat:
- de elektrische continuïteit tussen verschillende elementen is duurzaam en voldoet aan de eisen van artikel 3.2.4.2;
ze zijn niet kleiner dan vereist voor speciaal ontworpen benedengeleiders. Metalen constructies kunnen een isolerende coating hebben;
c) onderling verbonden stalen wapening van een gebouw of constructie;
d) delen van de gevel, geprofileerde elementen en ondersteunende metalen constructies van de gevel, op voorwaarde dat hun afmetingen voldoen aan de instructies met betrekking tot neerwaartse geleiders en hun dikte minstens 0,5 mm bedraagt.
Metalen wapening van constructies van gewapend beton wordt geacht elektrische continuïteit te bieden als deze aan de volgende voorwaarden voldoet:
- ongeveer 50% van de verbindingen van verticale en horizontale staven wordt gemaakt door lassen of heeft een starre verbinding (bouten, draadbinding);
de elektrische continuïteit wordt verzekerd tussen de staalversterking van de verschillende prefab betonblokken en de wapening van de ter plaatse voorbereide betonblokken.
Het is niet nodig om horizontale banden aan te leggen als de metalen frames van het gebouw of de stalen wapening van gewapend beton als neerwaartse geleiders worden gebruikt.
3.2.3. Aardingsschakelaars
3.2.3.1. Algemene Overwegingen
In alle gevallen, met uitzondering van het gebruik van een afzonderlijke bliksemafleider, moet de aardgeleider voor bliksembeveiliging worden gecombineerd met de aardgeleiders van elektrische installaties en communicatieapparatuur. Als deze aardelektroden om technologische redenen moeten worden gescheiden, moeten ze worden gecombineerd tot een gemeenschappelijk systeem met behulp van een potentiaalvereffeningssysteem.
3.2.3.2. Speciaal aangelegde aardelektroden
Het is raadzaam om de volgende typen aardelektroden te gebruiken: een of meer circuits, verticale (of schuine) elektroden, radiaal divergerende elektroden of een aardcircuit op de bodem van de put, aardingsroosters.
Zwaar ingegraven grondelektroden zijn effectief als de soortelijke weerstand van de grond afneemt met de diepte en op grote diepte aanzienlijk minder blijkt te zijn dan ter hoogte van de gebruikelijke locatie.
Het verdient de voorkeur om de aardelektrode in de vorm van een extern circuit op een diepte van minimaal 0,5 m van het grondoppervlak en op een afstand van minimaal 1 m van de wanden te leggen. Aardelektroden moeten zich op een diepte van minimaal 0,5 m buiten het beschermde object bevinden en zo gelijkmatig mogelijk verdeeld zijn; Tegelijkertijd moeten we ernaar streven hun onderlinge afscherming tot een minimum te beperken.
De plaatsingsdiepte en het type aardelektroden zijn gekozen om minimale corrosie te garanderen, evenals mogelijk minder seizoensvariatie in de aardingsweerstand als gevolg van het drogen en bevriezen van de grond.
3.2.3.3. Natuurlijke aardelektroden
Onderling verbonden wapening van gewapend beton of andere ondergrondse metalen constructies die voldoen aan de vereisten van clausule 3.2.2.5 kunnen worden gebruikt als aardelektroden. Als wapening van gewapend beton wordt gebruikt als aardelektroden, verhoogde eisen worden gepresenteerd op de plaatsen van de verbindingen om mechanische vernietiging van beton te voorkomen. Als voorgespannen beton wordt gebruikt, moet hiermee rekening worden gehouden mogelijke gevolgen de stroom van bliksemstroom, die onaanvaardbare mechanische spanning kan veroorzaken.
3.2.4. Bevestigings- en verbindingselementen van de externe MZS
3.2.4.1. Bevestiging
Bliksemafleiders en neerwaartse geleiders zijn stevig bevestigd om te voorkomen dat de geleiders scheuren of losraken onder invloed van elektrodynamische krachten of willekeurige mechanische invloeden (bijvoorbeeld door een windvlaag of vallende sneeuw).
3.2.4.2. Verbindingen
Het aantal aderaansluitingen wordt tot een minimum beperkt. Verbindingen worden gemaakt door lassen, solderen, insteken in een klemlip of vastschroeven is ook toegestaan.
3.3. Selectie van bliksemafleiders
3.3.1. Algemene Overwegingen
De keuze van het type en de hoogte van bliksemafleiders wordt gemaakt op basis van de waarden van de vereiste betrouwbaarheid Rz. Een object wordt als beschermd beschouwd als het geheel van alle bliksemafleiders een beveiligingsbetrouwbaarheid van minimaal R 3 garandeert.
In alle gevallen wordt het beveiligingssysteem tegen directe blikseminslag zo gekozen dat zoveel mogelijk gebruik wordt gemaakt van natuurlijke bliksemafleiders, en als de bescherming die deze bieden onvoldoende is, in combinatie met speciaal ontworpen bliksemafleiders. bliksemafleiders geïnstalleerd.
Over het algemeen moet de selectie van bliksemafleiders worden gemaakt met behulp van geschikte computerprogramma's die in staat zijn beschermingszones te berekenen of de waarschijnlijkheid van een bliksemdoorbraak in een object (groep objecten) van elke configuratie met een willekeurige opstelling van vrijwel elk aantal bliksemafleiders. verschillende types.
Als alle andere zaken gelijk blijven, kan de hoogte van bliksemafleiders worden verminderd als kabelconstructies worden gebruikt in plaats van staafconstructies, vooral wanneer ze langs de buitenomtrek van het object worden opgehangen.
Indien de bescherming van een object wordt verzorgd door de eenvoudigste bliksemafleiders (enkele staaf, enkele kabel, dubbele staaf, dubbele kabel, gesloten kabel), kunnen de afmetingen van de bliksemafleiders worden bepaald met behulp van de in deze norm gespecificeerde beschermingszones.
Bij het ontwerpen van bliksembeveiliging voor een gewone faciliteit is het mogelijk om beschermingszones te bepalen aan de hand van de beschermende hoek of de rollende bolmethode in overeenstemming met de norm van de International Electrotechnical Commission (IEC 1024), op voorwaarde dat de ontwerpvereisten van de International Electrotechnical Commissie zijn strenger dan de vereisten van deze instructies.
3.3.2. Typische beschermingszones voor bliksemafleiders en kabelbliksemafleiders
3.3.2.1. Beschermingszones van een bliksemafleider met één staaf
De standaard beschermingszone van een bliksemafleider met enkele staaf met hoogte h is een cirkelvormige kegel met hoogte h 0
De onderstaande rekenformules (Tabel 3.4) zijn geschikt voor bliksemafleiders met een hoogte tot 150 m. Voor hogere bliksemafleiders dient een speciale rekenmethode te worden gebruikt.
Rijst. 3.1. Beschermingszone van een bliksemafleider met één staaf
Voor een beschermingszone met de vereiste betrouwbaarheid (Fig. 3.1) wordt de straal van het horizontale gedeelte r x op een hoogte h x bepaald door de formule:
(3.1)
Tabel 3.4
Berekening van de beschermingszone van een bliksemafleider met één staaf
| Betrouwbaarheid van bescherming R z | Bliksemafleider hoogte h, m | Kegelhoogte h0, m | Kegelstraal r 0, m |
|---|---|---|---|
| 0,9 | Van 0 tot 100 | 0.85u | 1,2 uur |
| Van 100 tot 150 | 0.85u | H | |
| 0,99 | Van 0 tot 30 | 0,8 uur | 0,8 uur |
| Van 30 tot 100 | 0,8 uur | H | |
| Van 100 tot 150 | H | 0,7 uur | |
| 0,999 | Van 0 tot 30 | 0,7 uur | 0,6 uur |
| Van 30 tot 100 | H | H | |
| Van 100 tot 150 | H | H |
3.3.2.2. Beschermingszones van een bliksemafleider met enkele kabel
Standaard beschermingszones van een bliksemafleider met enkele kabel met hoogte h worden begrensd door symmetrische geveloppervlakken die een gelijkbenige driehoek vormen in verticale doorsnede met een hoekpunt op hoogte h 0
De onderstaande rekenformules (Tabel 3.5) zijn geschikt voor bliksemafleiders met een hoogte tot 150 m. Voor grotere hoogten moet speciale software worden gebruikt. Hier en hieronder verwijst h naar de minimale hoogte van de kabel boven het maaiveld (rekening houdend met de doorbuiging).
Rijst. 3.2. Beschermingszone van een enkele bovenleiding bliksemafleider:
L - afstand tussen kabelophangpunten
De halve breedte r x van de beschermingszone met de vereiste betrouwbaarheid (Fig. 3.2) op een hoogte h x vanaf het grondoppervlak wordt bepaald door de uitdrukking:
Als het nodig is om het beschermde volume uit te breiden, kunnen beschermingszones voor dragende steunen worden toegevoegd aan de uiteinden van de beschermingszone van de bovenleiding zelf, die worden berekend met behulp van de formules voor bliksemafleiders met één staaf in de tabel. 3.4. In het geval van grote kabeldoorbuigingen, bijvoorbeeld in de buurt van bovengrondse hoogspanningslijnen, wordt aanbevolen om de gegarandeerde kans op een bliksemdoorbraak te berekenen met behulp van softwaremethoden, omdat het aanleggen van beschermingszones op basis van de minimale kabelhoogte in de overspanning tot ongerechtvaardigde kosten kan leiden. .
Tabel 3.5
Berekening van de beschermingszone van een bliksemafleider met enkele kabel
| Betrouwbaarheid van bescherming R z | Bliksemafleider hoogte h, m | Kegelhoogte h0, m | Kegelstraal r 0, m |
|---|---|---|---|
| 0,9 | Van 0 tot 150 | 0,87 uur | 1,5 uur |
| 0,99 | Van 0 tot 30 | 0,8 uur | 0.95u |
| Van 30 tot 100 | 0,8 uur | H | |
| Van 100 tot 150 | 0,8 uur | H | |
| 0,999 | Van 0 tot 30 | 0.75u | 0,7 uur |
| Van 30 tot 100 | H | H | |
| Van 100 tot 150 | H | H |
3.3.2.3. Beschermingszones van bliksemafleider met dubbele staaf
Een bliksemafleider wordt als dubbel beschouwd als de afstand tussen de bliksemafleiders L de grenswaarde Lmax niet overschrijdt. Anders worden beide bliksemafleiders als afzonderlijk beschouwd.
De configuratie van de verticale en horizontale secties van standaardbeschermingszones van een bliksemafleider met dubbele staaf (hoogte h en afstand L tussen bliksemafleiders) wordt getoond in Fig. 3.3. De constructie van de externe gebieden van de dubbele bliksemafleiderzones (halve kegels met afmetingen h 0, r 0) wordt uitgevoerd volgens de formules in de tabel. 3.4 voor bliksemafleiders met één staaf. De afmetingen van de interne gebieden worden bepaald door de parameters h 0 en h c, waarvan de eerste de maximale hoogte van de zone direct bij de bliksemafleiders instelt, en de tweede - minimale hoogte zones in het midden tussen bliksemafleiders. Wanneer de afstand tussen bliksemafleiders L ≤ L c is, heeft de zonegrens geen doorbuiging (h c = h 0). Voor afstanden L c ≤ L ≥ L max wordt de hoogte h c bepaald door de uitdrukking
(3.3)
De daarin opgenomen grensafstanden L max en L c worden berekend met behulp van de empirische formules van de tabel. 3.6, geschikt voor bliksemafleiders met een hoogte tot 150 m. Voor bliksemafleiders op grotere hoogte dient speciale software gebruikt te worden.
De afmetingen van de horizontale secties van de zone worden berekend met behulp van de volgende formules, die gelden voor alle niveaus van beveiligingsbetrouwbaarheid:
Rijst. 3.3. Beschermingszone van bliksemafleider met dubbele staaf
Tabel 3.6
Berekening van parameters van de beschermingszone van een bliksemafleider met dubbele staaf
| Betrouwbaarheid van bescherming R z | Bliksemafleider hoogte h, m | Lmax, m | L 0, m |
|---|---|---|---|
| 0,9 | Van 0 tot 30 | 5.75u | 2,5 uur |
| Van 30 tot 100 | H | 2,5 uur | |
| Van 100 tot 150 | 5,5 uur | 2,5 uur | |
| 0,99 | Van 0 tot 30 | 4.75u | 2.25u |
| Van 30 tot 100 | H | H | |
| Van 100 tot 150 | 4,5 uur | 1,5 uur | |
| 0,999 | Van 0 tot 30 | 4.25u | 2.25u |
| Van 30 tot 100 | H | H | |
| Van 100 tot 150 | 4.0u | 1,5 uur |
3.3.2.4. Beschermingszones van bliksemafleider met dubbele kabel
Een bliksemafleider wordt als dubbel beschouwd als de afstand tussen de kabels L de grenswaarde Lmax niet overschrijdt. Anders worden beide bliksemafleiders als afzonderlijk beschouwd.
De configuratie van de verticale en horizontale secties van standaardbeschermingszones van een bliksemafleider met dubbele kabel (hoogte h en afstand tussen kabels L) wordt getoond in Fig. 3.4. De constructie van de externe gebieden van de zones (twee enkelvoudige oppervlakken met de afmetingen h 0, r 0) wordt uitgevoerd volgens de formules van de tabel. 3,5 voor bliksemafleiders met enkele kabel.
Rijst. 3.4. Beschermingszone van bliksemafleider met dubbele kabel
De afmetingen van de interne gebieden worden bepaald door de parameters h 0 en h c , waarvan de eerste de maximale hoogte van de zone direct naast de kabels bepaalt, en de tweede de minimale hoogte van de zone in het midden tussen de kabels bepaalt. Wanneer de afstand tussen de kabels L≤L c is, heeft de zonegrens geen doorbuiging (h c = h 0). Voor afstanden L c L≤L wordt de maximale hoogte h c bepaald door de uitdrukking
(3.7)
De daarin opgenomen grensafstanden Lmax en Lc worden berekend met behulp van de empirische formules uit de tabel. 3.7, geschikt voor kabels met een ophanghoogte tot 150 m. Voor grotere hoogtes van bliksemafleiders dient speciale software gebruikt te worden.
De lengte van het horizontale gedeelte van de beschermingszone op hoogte h x wordt bepaald door de formules:
l x = L/2 voor h c ≥ h x ;
(3.8)
Om het beschermde volume uit te breiden, kan een beschermingszone van steunen die kabels dragen, worden gesuperponeerd op de zone van een bliksemafleider met dubbele kabel, die is geconstrueerd als een zone van een bliksemafleider met dubbele staaf als de afstand L tussen de steunen kleiner is dan L. max, berekend volgens de formules in de tabel. 3.6. Anders moeten de steunen worden beschouwd als afzonderlijke bliksemafleiders.
Wanneer de kabels niet parallel lopen of verschillende hoogtes hebben, of hun hoogte varieert over de overspanning, moet speciale software worden gebruikt om de betrouwbaarheid van hun bescherming te beoordelen. Het wordt ook aanbevolen om door te gaan met grote doorbuiging van kabels in de overspanning om onnodige reserves voor de betrouwbaarheid van de bescherming te vermijden.
Tabel 3.7
Berekening van parameters van de beschermingszone van een bliksemafleider met dubbele bovenleiding
| Betrouwbaarheid van bescherming R z | Bliksemafleider hoogte h, m | Lmax, m | Lc, m |
|---|---|---|---|
| 0,9 | van 0 tot 150 | 6.0u | 3.0u |
| 0,99 | van 0 tot 30 | 5.0u | 2,5 uur |
| van 30 tot 100 | 5.0u | H | |
| van 100 tot 150 | H | H | |
| 0,999 | van 0 tot 30 | 4.75u | 2.25u |
| van 30 tot 100 | H | H | |
| van 100 tot 150 | H | H |
3.3.2.5 Beschermingszones van een gesloten bovenleidingbliksemafleider
De berekeningsformules van artikel 3.3.2.5 kunnen worden gebruikt om de hoogte te bepalen van de ophanging van een bliksemafleider met gesloten kabel, ontworpen om objecten te beschermen met de vereiste betrouwbaarheid van hoogte h 0
Rijst. 3.5. Beschermingszone van een gesloten bovenleidingbliksemafleider
Om h te berekenen, wordt de uitdrukking gebruikt:
h = A + Bh 0, (3.9)
waarin constanten A en B worden bepaald afhankelijk van het beveiligingsniveau met behulp van de volgende formules:
a) betrouwbaarheid van bescherming Р з = 0,99
b) betrouwbaarheid van bescherming Pz = 0,999
De berekende relaties zijn geldig wanneer D > 5 m. Werken met kleinere horizontale verplaatsingen van de kabel is onpraktisch vanwege de grote kans op omgekeerde bliksemoverlappingen van de kabel naar het beschermde object. Om economische redenen worden bliksemafleiders met gesloten bovenleiding niet aanbevolen als de vereiste beveiligingsbetrouwbaarheid minder dan 0,99 bedraagt.
Als de hoogte van het object groter is dan 30 m, wordt de hoogte van de gesloten bovenleiding bepaald met behulp van software. Hetzelfde moet worden gedaan voor een gesloten lus complexe vorm.
Na het selecteren van de hoogte van bliksemafleiders op basis van hun beschermingszones, wordt aanbevolen om de werkelijke waarschijnlijkheid van een doorbraak te controleren met behulp van computerhulpmiddelen, en in het geval van een grote betrouwbaarheidsmarge een aanpassing uit te voeren door een lagere hoogte van bliksemafleiders in te stellen.
Hieronder vindt u de regels voor het bepalen van beschermingszones voor objecten tot 60 m hoogte, zoals vastgelegd in de IEC-norm (IEC 1024-1-1). Bij het ontwerpen kan elke beschermingsmethode worden gekozen, maar de praktijk toont aan dat het raadzaam is om individuele methoden te gebruiken in de volgende gevallen:
- de beschermende hoekmethode wordt gebruikt voor constructies met een eenvoudige vorm of voor kleine delen van grote constructies;
de fictieve bolmethode is geschikt voor structuren met een complexe vorm;
Het gebruik van een beschermend gaas is in het algemeen en vooral voor oppervlaktebescherming aan te raden.
In tafel 3.8 voor beschermingsniveaus I - IV worden de waarden van de hoeken aan de bovenkant van de beschermingszone, de stralen van de fictieve bol, evenals de maximaal toegestane rastercelsteek gegeven.
Tabel 3.8
Parameters voor het berekenen van bliksemafleiders volgens IEC-aanbevelingen
| Beschermingsniveau | Straal van de fictieve bol R, m | Hoek A, °, bovenaan de bliksemafleider voor gebouwen van verschillende hoogtes h, m | Rastercelafstand, m | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 20 | 30 | 45 | 60 | |||
| I | 20 | 25 | * | * | * | 5 |
| II | 30 | 35 | 25 | * | * | 10 |
| III | 45 | 45 | 35 | 25 | * | 10 |
| IV | 60 | 55 | 45 | 35 | 25 | 20 |
_______________
*In deze gevallen zijn alleen meshes of fictieve bollen van toepassing.
Bliksemafleiders, masten en kabels worden zo geplaatst dat alle delen van de constructie zich in de onder een hoek gevormde beschermingszone bevinden A naar de verticaal. De beschermhoek wordt gekozen volgens de tabel. 3.8, waarbij h de hoogte is van de bliksemafleider boven het oppervlak dat zal worden beschermd.
De beschermende hoekmethode wordt niet gebruikt als h groter is dan de straal van de fictieve bol gedefinieerd in de tabel. 3.8 voor het juiste beschermingsniveau.
De fictieve bolmethode wordt gebruikt om de beschermingszone voor een deel of gebieden van een constructie te bepalen wanneer, volgens Tabel. 3.4 is de bepaling van de beschermingszone door de beschermende hoek uitgesloten. Een object wordt als beschermd beschouwd als de fictieve bol, die het oppervlak van de bliksemafleider raakt en het vlak waarop deze is geïnstalleerd, geen gemeenschappelijke punten heeft met het beschermde object.
Het gaas beschermt het oppervlak als het klaar is volgende voorwaarden:
- de gaasgeleiders lopen langs de rand van het dak als het dak buiten de totale afmetingen van het gebouw uitsteekt;
de maasgeleider loopt langs de daknok als de dakhelling groter is dan 1/10;
de zijvlakken van de constructie op niveaus hoger dan de straal van de fictieve bol (zie Tabel 3.8) worden beschermd door bliksemafleiders of gaas;
De afmetingen van de rastercellen zijn niet groter dan die in de tabel. 3,8;
het rooster is zo ontworpen dat de bliksemstroom altijd minimaal twee verschillende paden heeft naar de aardelektrode;
er mogen geen metalen delen buiten de buitencontouren van het gaas uitsteken.
De netgeleiders moeten zo ver mogelijk langs de kortste paden worden gelegd.
3.3.4. Bescherming van elektrische metalen kabeltransmissielijnen van backbone- en intrazonale communicatienetwerken
3.3.4.1. Bescherming van nieuw ontworpen kabellijnen
Op nieuw ontworpen en gereconstrueerde kabellijnen van de hoofd- en intrazonale communicatienetwerken 1 moeten zonder twijfel beschermende maatregelen worden getroffen in die gebieden waar de waarschijnlijke schadedichtheid (het waarschijnlijke aantal gevaarlijke blikseminslagen) de toegestane limiet overschrijdt die in de tabel is gespecificeerd. 3.9.
___________________
1 Backbone-netwerken- netwerken voor het verzenden van informatie over lange afstanden; intrazonale netwerken - netwerken voor het verzenden van informatie tussen regionale en districtscentra.
Tabel 3.9
Toegestaan aantal gevaarlijke blikseminslagen per 100 km traject per jaar voor Elektrische kabels communicatie
| Kabeltype | Toelaatbaar geschat aantal gevaarlijke blikseminslagen per 100 km traject per jaar n 0 | |
|---|---|---|
| in bergachtige gebieden en gebieden met rotsachtige grond met een soortelijke weerstand boven 500 Ohm · m en in permafrostgebieden | op andere gebieden | |
| Symmetrische single-quad en single-coaxiaal | 0,2 | 0,3 |
| Symmetrische vier- en zeven-vier | 0,1 | 0,2 |
| Coaxiaal met meerdere paren | 0,1 | 0,2 |
| Zonecommunicatiekabels | 0,3 | 0,5 |
3.3.4.2. Bescherming van nieuwe lijnen die in de buurt van bestaande lijnen zijn aangelegd
Als de kabellijn die wordt ontworpen dicht bij een bestaande kabellijn wordt gelegd en het werkelijke aantal beschadigingen aan deze lijn tijdens bedrijf gedurende een periode van minimaal 10 jaar bekend is, dan moet bij het ontwerpen van kabelbescherming tegen blikseminslag de norm voor de toegestane Bij de schadedichtheid moet rekening worden gehouden met het verschil tussen de werkelijke en de berekende beschadigbaarheid van de bestaande kabellijn.
In dit geval wordt de toegestane schadedichtheid no van de ontworpen kabellijn gevonden door de toegestane dichtheid uit de tabel te vermenigvuldigen. 3.9 over de verhouding tussen de berekende n p en de werkelijke n f schadepercentages van de bestaande kabel door blikseminslagen per 100 km traject per jaar:
.
3.3.4.3. Bescherming van bestaande kabellijnen
Op bestaande kabellijnen worden beschermende maatregelen genomen in die gebieden waar schade is opgetreden door blikseminslagen, en de lengte van het beschermde gebied wordt bepaald door de terreinomstandigheden (de lengte van een heuvel of een gebied met verhoogde bodemweerstand, enz.) , maar er wordt aangenomen dat ze zich op ten minste 100 m afstand van de schadelocatie bevinden. In deze gevallen is het noodzakelijk om bliksembeveiligingskabels in de grond te leggen. Als een kabellijn die al bescherming heeft, beschadigd is, wordt na het elimineren van de schade de staat van de bliksembeveiligingsapparatuur gecontroleerd en pas daarna wordt besloten om extra bescherming te installeren in de vorm van het leggen van kabels of het vervangen van de bestaande kabel door één. beter bestand tegen blikseminslagen. Beveiligingswerkzaamheden moeten onmiddellijk worden uitgevoerd nadat de bliksemschade is verholpen.
3.3.5. Bescherming van optische kabeltransmissielijnen van backbone- en intrazonale communicatienetwerken
3.3.5.1. Toegestaan aantal gevaarlijke blikseminslagen in optische lijnen van trunk- en intrazonale communicatienetwerken
Op de ontworpen optische kabeltransmissielijnen van de hoofd- en intrazonale communicatienetwerken zijn beschermende maatregelen tegen schade door blikseminslag verplicht in die gebieden waar het waarschijnlijke aantal gevaarlijke blikseminslagen (waarschijnlijke schadedichtheid) in de kabels het toegestane aantal overschrijdt in tafel. 3.10.
Tabel 3.10
Toegestaan aantal gevaarlijke blikseminslagen per 100 km traject per jaar voor optische communicatiekabels
Bij het ontwerpen van transmissielijnen voor optische kabels is het de bedoeling om kabels te gebruiken met een bliksemweerstandscategorie die niet lager is dan die aangegeven in de tabel. 3.11, afhankelijk van het doel van de kabels en installatieomstandigheden. In dit geval kunnen bij het leggen van kabels in open gebieden uiterst zelden beschermende maatregelen nodig zijn, alleen in gebieden met een hoge bodemweerstand en verhoogde onweersbuien.
Tabel 3.11
3.3.5.3. Bescherming van bestaande optische kabellijnen
Op bestaande optische kabeltransmissielijnen worden beschermende maatregelen uitgevoerd in die gebieden waar schade is opgetreden door blikseminslagen, en de lengte van het beschermde gebied wordt bepaald door de terreinomstandigheden (de lengte van een heuvel of een gebied met verhoogde bodemweerstand, enz. .), maar moet zich in elke richting ten minste 100 m van de schadelocatie bevinden. In deze gevallen is het noodzakelijk om te zorgen voor het leggen van beschermende draden.
Werkzaamheden aan het aanbrengen van beschermingsmaatregelen moeten onmiddellijk na het verhelpen van de bliksemschade worden uitgevoerd.
3.3.6. Bescherming tegen blikseminslag van elektrische en optische communicatiekabels die in bevolkte gebieden zijn aangelegd
Bij het leggen van kabels in een bevolkt gebied, behalve bij het kruisen en naderen van bovengrondse lijnen met een spanning van 110 kV en hoger, wordt geen bescherming tegen blikseminslag geboden.
3.3.7. Bescherming van kabels die langs de rand van het bos zijn gelegd, in de buurt van geïsoleerde bomen, steunen, masten
Bescherming van communicatiekabels die langs de rand van het bos zijn gelegd, evenals in de buurt van objecten met een hoogte van meer dan 6 m (vrijstaande bomen, communicatielijnsteunen, elektriciteitskabels, bliksemafleidermasten, enz.) wordt geboden als de afstand tussen de kabel en het object (of het ondergrondse deel ervan) kleiner dan de afstanden aangegeven in de tabel. 3,12 voor verschillende betekenissen soortelijke weerstand van de aarde.
Tabel 3.12
Toegestane afstanden tussen kabel en aardlus (steun)
4. BESCHERMING TEGEN SECUNDAIRE IMPACT VAN BLIKSEM
4.1. Algemene bepalingen
Hoofdstuk 4 zet de basisprincipes uiteen van bescherming tegen secundaire effecten van bliksem van elektrische en elektronische systemen, rekening houdend met de aanbevelingen van de IEC (norm 61312). Deze systemen worden gebruikt in veel industrieën waar tamelijk complexe en dure apparatuur wordt gebruikt. Ze zijn gevoeliger voor bliksem dan apparaten van eerdere generaties, dus er moeten speciale maatregelen worden genomen om ze te beschermen tegen de gevaarlijke gevolgen van bliksem.
De ruimte waarin elektra en elektronische systemen, moeten worden verdeeld in zones met verschillende mate van bescherming. De zones worden gekenmerkt door een significante verandering in elektromagnetische parameters aan de grenzen. Over het algemeen geldt: hoe hoger het zonenummer, hoe lager de waarden van de parameters van elektromagnetische velden, stromen en spanningen in de zoneruimte.
Zone 0 is de zone waar elk object wordt blootgesteld aan een directe blikseminslag, en daarom de volledige bliksemstroom er doorheen kan stromen. In dit gebied heeft het elektromagnetische veld zijn maximale waarde.
Zone 0 E is een zone waar objecten niet onderhevig zijn aan directe blikseminslagen, maar het elektromagnetische veld niet wordt verzwakt en ook een maximale waarde heeft.
Zone 1 - een zone waar objecten niet onderhevig zijn aan directe blikseminslagen en de stroom in alle geleidende elementen binnen de zone minder is dan in zone 0 E; in dit gebied kan het elektromagnetische veld worden verzwakt door afscherming.
Andere zones worden geïnstalleerd als verdere reductie van de stroom en/of verzwakking van het elektromagnetische veld vereist is; vereisten voor zoneparameters worden bepaald in overeenstemming met de vereisten voor de bescherming van verschillende zones van de faciliteit.
De algemene principes van het verdelen van de beschermde ruimte in bliksembeveiligingszones worden getoond in Fig. 4.1.
Aan de grenzen van zones moeten maatregelen worden genomen om alle metalen elementen en communicatie die de grens oversteken af te schermen en te verbinden.
Twee ruimtelijk gescheiden zones 1 kunnen via een afgeschermde verbinding een gemeenschappelijke zone vormen (Fig. 4.2).
Rijst. 4.1. Bliksembeveiligingszones:
1 - ZONE 0 (externe omgeving); 2 - ZONE 1 (interne elektromagnetische omgeving); 3 - ZONE 2; 4 - ZONE 2 (meubels in de kast); 5 - ZONE 3
Rijst. 4.2. Twee zones combineren
4.3. Afscherming
Afscherming is de belangrijkste methode om elektromagnetische interferentie te verminderen.
Metalen structuur bouwstructuur wordt gebruikt of kan als scherm worden gebruikt. Een soortgelijke schermstructuur wordt bijvoorbeeld gevormd door de stalen wapening van het dak, de muren, de vloeren van het gebouw, maar ook metalen onderdelen daken, gevels, stalen kozijnen, roosters. Deze afschermingsstructuur vormt een elektromagnetisch schild met openingen (door ramen, deuren, ventilatie gaten maaswijdte in de wapening, gaten in de metalen gevel, gaten voor elektriciteitsleidingen, enz.). Om de invloed van elektromagnetische velden te verminderen, worden alle metalen elementen van het object elektrisch gecombineerd en verbonden met het bliksembeveiligingssysteem (Fig. 4.3).
Als kabels tussen aangrenzende objecten lopen, worden de aardelektroden van laatstgenoemde aangesloten om het aantal parallelle geleiders te vergroten en daardoor de stromen in de kabels te verminderen. Aan deze eis wordt goed voldaan door een aardingssysteem in de vorm van een rooster. Om geïnduceerde interferentie te verminderen, kunt u het volgende gebruiken:
- externe afscherming;
rationeel leggen van kabellijnen;
afscherming van stroom- en communicatielijnen.
Al deze activiteiten kunnen tegelijkertijd worden uitgevoerd.
Als er zich binnen de beschermde ruimte afgeschermde kabels bevinden, zijn hun afschermingen aan beide uiteinden en aan de zonegrenzen verbonden met het bliksembeveiligingssysteem.
Kabels die van het ene object naar het andere lopen, worden over de hele lengte gelegd in metalen buizen, gaasdozen of dozen van gewapend beton met gaasversterking. Metalen elementen van leidingen, kanalen en kabelschermen worden aangesloten op de aangegeven gemeenschappelijke objectbussen. Metalen dozen of trays mogen niet worden gebruikt als de kabelafschermingen bestand zijn tegen de verwachte bliksemstroom.
Rijst. 4.3. Het combineren van metalen elementen van een object om de invloed van elektromagnetische velden te verminderen:
1 - lassen op draadkruisingen; 2 - massief doorlopend deurkozijn; 3 - lassen op elke staaf
4.4. Verbindingen
Verbindingen van metalen elementen zijn nodig om het potentiaalverschil daartussen binnen het beschermde object te verkleinen. Verbindingen van metalen elementen en systemen die zich binnen de beschermde ruimte bevinden en de grenzen van bliksembeveiligingszones overschrijden, worden gemaakt aan de grenzen van de zones. Verbindingen moeten worden gemaakt met behulp van speciale geleiders of klemmen en, indien nodig, overspanningsbeveiligingen.
4.4.1. Verbindingen op zonegrenzen
Alle geleiders die van buitenaf de faciliteit binnenkomen, zijn aangesloten op het bliksembeveiligingssysteem.
Als de externe geleiders stroomkabels of communicatiekabels komen de faciliteit op verschillende punten binnen, en daarom zijn er verschillende gemeenschappelijke rails, waarbij de laatste langs het kortste pad zijn verbonden met een gesloten aardlus of structuurversterking en metaal externe bekleding(indien beschikbaar). Als er geen gesloten aardlus is, worden deze gemeenschappelijke rails verbonden met individuele aardelektroden en verbonden door een buitenste ringgeleider of een gebroken ring. Als externe geleiders een bovengrondse faciliteit binnenkomen, worden de gemeenschappelijke rails aangesloten op een horizontale ringgeleider binnen of buiten de muren. Deze geleider is op zijn beurt verbonden met de onderste geleiders en fittingen.
Geleiders en kabels die de faciliteit op grondniveau binnenkomen, worden aanbevolen om te worden aangesloten op een bliksembeveiligingssysteem op hetzelfde niveau. De gemeenschappelijke stroomrail op het punt waar de kabel het gebouw binnenkomt, bevindt zich zo dicht mogelijk bij de aardelektrode en de structuurversterking waarmee deze is verbonden.
De ringgeleider wordt elke 5 m aangesloten op fittingen of andere afschermingselementen, zoals metalen bekleding. De minimale doorsnede van koperen of gegalvaniseerde stalen elektroden is 50 mm 2.
Algemene rails voor faciliteiten met informatiesystemen, waar naar verwachting de invloed van bliksemstromen tot een minimum wordt beperkt, moeten worden gemaakt van metalen platen Met een groot aantal aansluitingen op fittingen of andere afschermingselementen.
Voor contactaansluitingen en ovdie zich op de grenzen van zones 0 en 1 bevinden, worden de huidige parameters gespecificeerd in de tabel geaccepteerd. 2.3. Als er meerdere geleiders zijn, moet rekening worden gehouden met de verdeling van de stromen langs de geleiders.
Voor geleiders en kabels die een object op grondniveau binnendringen, wordt beoordeeld welk deel van de bliksemstroom zij geleiden.
De doorsneden van de aansluitgeleiders worden bepaald volgens de tabel. 4.1 en 4.2. Tafel 4.1 wordt gebruikt als meer dan 25% van de bliksemstroom door het geleidende element en de tafel stroomt. 4.2 - indien minder dan 25%.
Tabel 4.1
Geleiderdoorsneden waar de meeste bliksemstroom doorheen vloeit
Tabel 4.2
Geleiderdoorsneden waar een klein deel van de bliksemstroom doorheen vloeit
Het ois zo geselecteerd dat het een deel van de bliksemstroom kan weerstaan, overspanningen kan beperken en de begeleidende stromen na de hoofdimpulsen kan afsluiten.
De maximale overspanning U max aan de ingang van de installatie wordt gecoördineerd met de weerstandsspanning van het systeem.
Om de Umax-waarde tot een minimum te beperken, zijn de lijnen met geleiders van minimale lengte op de gemeenschappelijke bus aangesloten.
Op deze grenzen zijn alle geleidende elementen, zoals kabellijnen, die de grenzen van bliksembeveiligingszones overschrijden, met elkaar verbonden. De verbinding wordt gemaakt op een gemeenschappelijke bus, waarop ook afschermingen en andere metalen elementen (bijvoorbeeld apparatuurbehuizingen) zijn aangesloten.
Bij terminals en ovworden telkens de actuele parameters beoordeeld speciaal geval. De maximale overspanning bij elke grens wordt gecoördineerd met de weerstandsspanning van het systeem. Ook overspanningsbeveiligingen aan de grenzen van verschillende zones worden op energiekarakteristieken afgestemd.
4.4.2. Verbindingen binnen het beveiligde volume
Alle interne geleidende elementen van aanzienlijke omvang, zoals liftgeleiders, kranen, metalen vloeren, frames metalen deuren Leidingen en kabelgoten worden langs de kortste weg verbonden met het dichtstbijzijnde gemeenschappelijke verzamelrail of ander gemeenschappelijk verbindingselement. Extra aansluitingen van geleidende elementen zijn eveneens wenselijk.
De doorsneden van de aansluitgeleiders zijn aangegeven in de tabel. 4.2. Er wordt aangenomen dat slechts een klein deel van de bliksemstroom door de verbindingsgeleiders gaat.
Alle open geleidende delen van informatiesystemen zijn verbonden in één netwerk. In bijzondere gevallen mag een dergelijk netwerk geen verbinding hebben met de aardelektrode.
Er zijn twee manieren om metalen onderdelen van informatiesystemen, zoals behuizingen, omhulsels of frames, aan te sluiten op de aardelektrode: verbindingen worden gemaakt in de vorm radiaal systeem of in de vorm van een raster.
Bij gebruik van een radiaal systeem zijn alle metalen onderdelen volledig geïsoleerd van de aardelektrode, behalve het enkele verbindingspunt ermee. Typisch wordt een dergelijk systeem gebruikt voor relatief kleine objecten, waarbij alle elementen en kabels op één punt het object binnenkomen.
Het radiale aardingssysteem is slechts op één punt verbonden met het algemene aardingssysteem (Fig. 4.4). In dit geval moeten alle leidingen en kabels tussen apparatuureenheden evenwijdig aan de steraardgeleiders worden gelegd om inductielussen te verminderen. Dankzij aarding op één punt komen laagfrequente stromen die optreden tijdens een blikseminslag niet in het informatiesysteem terecht. Bovendien veroorzaken bronnen van laagfrequente interferentie binnen het informatiesysteem geen stromen in het aardingssysteem. Draden worden uitsluitend op het centrale punt van het potentiaalvereffeningssysteem in de beveiligingszone ingevoerd. Het opgegeven gemeenschappelijke punt is tevens het beste aansluitpunt vooren.
Bij gebruik van een gaas zijn de metalen delen ervan niet geïsoleerd van het algemene aardingssysteem (Fig. 4.5). Het elektriciteitsnet is op veel punten aangesloten op het totale systeem. Mesh wordt doorgaans gebruikt voor lange open systemen waarbij apparatuur is verbonden door een groot aantal verschillende lijnen en kabels en waar deze op verschillende punten de faciliteit binnenkomen. In dit geval heeft het hele systeem een lage weerstand op alle frequenties. Bovendien verzwakt een groot aantal kortgesloten rasterlussen het magnetische veld nabij het informatiesysteem. Apparaten in de beveiligingszone zijn via meerdere geleiders over de kortste afstanden met elkaar verbonden, evenals met de metalen delen van de beveiligingszone en de zoneafscherming. In dit geval wordt maximaal gebruik gemaakt van de metalen onderdelen die in het apparaat aanwezig zijn, zoals fittingen in de vloer, wanden en dak, metalen roosters, metalen apparatuur voor niet-elektrische doeleinden, zoals leidingen, ventilatie en kabelgoten.
Rijst. 4.4. Aansluitschema van voedings- en communicatiedraden met een stervormig potentiaalvereffeningssysteem:
1 - scherm voor beschermende zones; 2 - elektrische isolatie; 3 - draad van het potentiaalvereffeningssysteem; 4 - centraal punt van het potentiaalvereffeningssysteem; 5 - communicatiedraden, voeding
Rijst. 4.5. Netimplementatie van het potentiaalvereffeningssysteem:
1 - scherm voor beschermende zones; 2 - potentiaalvereffeningsgeleider
Rijst. 4.6. Uitgebreide implementatie van het potentiaalvereffeningssysteem:
1 - scherm voor beschermende zones; 2 - elektrische isolatie; 3 - centraal punt van het potentiaalvereffeningssysteem
Zowel radiale als mesh-configuraties kunnen worden gecombineerd complex Systeem zoals weergegeven in afb. 4.6. Typisch, hoewel niet vereist, de verbinding lokaal netwerk aarding met het gemeenschappelijke systeem wordt uitgevoerd aan de grens van de bliksembeveiligingszone.
4.5. Aarding
De hoofdtaak van een geaard bliksembeveiligingsapparaat is om zoveel mogelijk bliksemstroom (50% of meer) naar de grond af te leiden. De rest van de stroom verspreidt zich via communicatie die geschikt is voor het gebouw (kabelmantels, watertoevoerleidingen, enz.). In dit geval ontstaan er geen gevaarlijke spanningen op de aardelektrode zelf. Deze taak wordt uitgevoerd door een gaassysteem onder en rond het gebouw. De aardgeleiders vormen een maaslus die de betonwapening aan de onderkant van de fundering verbindt. Dit is een gebruikelijke methode om een elektromagnetisch schild aan de onderkant van een gebouw te creëren. De ringgeleider rond het gebouw en/of in het beton aan de omtrek van de fundering is verbonden met het aardingssysteem door middel van aardgeleiders, doorgaans om de 5 m. Op de gespecificeerde ringgeleiders kan een externe aardgeleider worden aangesloten.
De betonversterking aan de onderkant van de fundering is aangesloten op het aardingssysteem. De wapening moet een netwerk vormen dat is aangesloten op het aardingssysteem, meestal om de 5 meter.
Gegalvaniseerd staalgaas met een maaswijdte van typisch 5 m kan worden gebruikt, gelast of mechanisch bevestigd aan de wapeningsstaven, meestal om de 1 m. De uiteinden van de gaasgeleiders kunnen dienen als aardgeleiders voor de verbindingsstrips. In afb. 4.7 en 4.8 tonen voorbeelden van een gaasaardingsapparaat.
Door de verbinding tussen de aardelektrode en het verbindingssysteem ontstaat een aardingssysteem. De hoofdtaak van het aardingssysteem is het verkleinen van het potentiaalverschil tussen alle punten van het gebouw en de apparatuur. Dit probleem wordt opgelost door een groot aantal parallelle paden voor bliksemstromen en geïnduceerde stromen te creëren, waardoor een netwerk ontstaat met lage weerstand over een breed frequentiebereik. Meerdere en parallelle paden hebben verschillende resonantiefrequenties. Meerdere circuits met frequentieafhankelijke impedanties creëren één enkel netwerk met lage impedantie voor interferentie in het beschouwde spectrum.
4.6. Apparaten voor overspanningsbeveiliging
Ov(SPD's) worden geïnstalleerd op het punt waar de stroomvoorziening, besturings-, communicatie- en telecommunicatielijnen de grens van twee afschermingszones overschrijden. SPD's zijn gecoördineerd om een aanvaardbare belastingsverdeling tussen hen te bereiken in overeenstemming met hun weerstand tegen vernietiging, en om de kans op vernietiging van de beschermde apparatuur onder invloed van bliksemstroom te verkleinen (Fig. 4.9).
Rijst. 4.9. Een voorbeeld van het installeren van een SPD in een gebouw
Het wordt aanbevolen om de stroom- en communicatielijnen die het gebouw binnenkomen met één bus te verbinden en hun SPD's zo dicht mogelijk bij elkaar te plaatsen. Dit is vooral belangrijk in gebouwen gemaakt van niet-afschermend materiaal (hout, baksteen, enz.). SPD's worden zo geselecteerd en geïnstalleerd dat de bliksemstroom hoofdzakelijk wordt afgevoerd naar het aardingssysteem aan de grens van zones 0 en 1.
Omdat de energie van de bliksemstroom grotendeels aan deze grens wordt gedissipeerd, beschermen daaropvolgende SPD's alleen tegen de resterende energie en de effecten van het elektromagnetische veld in zone 1. Voor de beste bescherming tegen overspanningen worden korte verbindingsgeleiders, leidingen en kabels gebruikt wanneer SPD's installeren.
Op basis van de vereisten voor isolatiecoördinatie in stroominstallaties en de schadebestendigheid van de beschermde apparatuur, is het noodzakelijk om een spanningsniveau van de SPD onder de maximale waarde te selecteren, zodat de impact op de beschermde apparatuur altijd onder de toegestane spanning ligt. Als het niveau van weerstand tegen schade onbekend is, moet een indicatief of testniveau worden gebruikt. Het aantal SPD's in het beveiligde systeem hangt af van de weerstand van de beschermde apparatuur tegen schade en de kenmerken van de SPD's zelf.
4.7. Beveiliging van apparatuur in bestaande gebouwen
Het toenemende gebruik van geavanceerde elektronische apparatuur in bestaande gebouwen vereist meer betrouwbare bescherming tegen bliksem en andere elektromagnetische interferentie. Er wordt rekening mee gehouden dat in bestaande gebouwen de noodzakelijke bliksembeveiligingsmaatregelen worden geselecteerd, rekening houdend met de kenmerken van het gebouw, zoals structurele elementen, bestaande stroom- en informatieapparatuur.
De behoefte aan beschermende maatregelen en de selectie ervan worden bepaald op basis van de initiële gegevens die worden verzameld in de fase van het pre-ontwerponderzoek. Een geschatte lijst van dergelijke gegevens wordt gegeven in de tabel. 4.3-4.6.
Tabel 4.3
Eerste gegevens over het gebouw en de omgeving
| Nee. | Kenmerkend |
|---|---|
| 1 | Bouwmateriaal - metselwerk, baksteen, hout, gewapend beton, stalen frame |
| 2 | Eén gebouw of meerdere losse blokken met veel aansluitingen |
| 3 | Laag en vlak of hoog gebouw (bouwmaten) |
| 4 | Zijn de armaturen door het hele gebouw aangesloten? |
| 5 | Is de metalen bekleding elektrisch aangesloten? |
| 6 | Afmetingen vensters |
| 7 | Is er een extern bliksembeveiligingssysteem? |
| 8 | Type en kwaliteit van extern bliksembeveiligingssysteem |
| 9 | Grondsoort (steen, aarde) |
| 10 | Geaarde elementen van aangrenzende gebouwen (hoogte, afstand tot hen) |
Tabel 4.4
Initiële uitrustingsgegevens
| Nee. | Kenmerkend |
|---|---|
| 1 | Inkomende lijnen (ondergronds of bovengronds) |
| 2 | Antennes of andere externe apparaten |
| 3 | Type energiesysteem (hoog- of laagspanning, ondergronds of bovengronds) |
| 4 | Kabellegging (aantal en locatie van verticale secties, methode van kabelgeleiding) |
| 5 | Gebruik van metalen kabelgoten |
| 6 | Is er elektronische apparatuur in het gebouw? |
| 7 | Gaan er conducteurs naar andere gebouwen? |
Tabel 4.5
Kenmerken van de uitrusting
Tabel 4.6
Overige informatie over de keuze van het beveiligingsconcept
Gebaseerd op de risicoanalyse en gegevens in de tabel. 4.3-4.6 wordt een beslissing genomen over de noodzaak om een bliksembeveiligingssysteem te bouwen of te reconstrueren.
4.7.1 Beveiligingsmaatregelen bij gebruik van een extern bliksembeveiligingssysteem
De hoofdtaak is het vinden van een optimale oplossing om het externe bliksembeveiligingssysteem en andere maatregelen te verbeteren.
Verbetering van het externe bliksembeveiligingssysteem wordt bereikt:
- 1) opname van de externe metalen bekleding en het dak van het gebouw in het bliksembeveiligingssysteem;
2) het gebruik van extra geleiders als de fittingen over de gehele hoogte van het gebouw zijn aangesloten - van het dak via de muren tot de aarding van het gebouw;
3) het verkleinen van de openingen tussen metaalafdalingen en het verkleinen van de steek van de bliksemafleidercel;
4) installatie van verbindingsstrips (flexibele platte geleiders) op de verbindingen tussen aangrenzende maar structureel gescheiden blokken. De afstand tussen rijstroken moet de helft zijn van de afstand tussen hellingen;
5) een verlengde draad aansluiten op individuele blokken van het gebouw. Normaal gesproken zijn aansluitingen op elke hoek van de kabelgoot vereist en worden de verbindingsstrips zo kort mogelijk gehouden;
6) bescherming door afzonderlijke bliksemafleiders aangesloten op een algemeen bliksembeveiligingssysteem, als metalen delen van het dak bescherming nodig hebben tegen een directe blikseminslag. De bliksemafleider moet zich op een veilige afstand van het gespecificeerde element bevinden.
4.7.2. Beschermende maatregelen bij het gebruik van kabels
Effectieve maatregelen om overspanningen te verminderen zijn het rationeel leggen en afschermen van kabels. Deze maatregelen zijn des te belangrijker naarmate de afscherming van het externe bliksembeveiligingssysteem minder is.
Grote lussen kunnen worden vermeden door stroomkabels en afgeschermde communicatiekabels samen te laten lopen. Het scherm wordt aan beide uiteinden met de apparatuur verbonden.
Eventuele extra afscherming, zoals het doorvoeren van draden en kabels metalen buizen of bakken tussen verdiepingen, vermindert de totale weerstand van het totale verbindingssysteem. Deze maatregelen zijn het belangrijkst voor hoge of grote gebouwen of wanneer apparatuur bijzonder betrouwbaar moet werken.
De voorkeurslocaties voor installatie van de SPD zijn respectievelijk de grenzen van zones 0/1 en zones 0/1/2, gelegen bij de ingang van het gebouw.
In de regel wordt het gemeenschappelijke netwerk van verbindingen in de bedrijfsmodus niet gebruikt als retourgeleider van een stroom- of informatiecircuit.
4.7.3. Voorzorgsmaatregelen bij het gebruik van antennes en andere apparatuur
Voorbeelden van dergelijke apparatuur zijn verschillende externe apparaten zoals antennes, meteorologische sensoren, bewakingscamera's voor buiten, buitensensoren in industriële installaties (druk, temperatuur, debiet, klepstandsensoren, enz.) en alle andere elektrische, elektronische en radioapparatuur die is geïnstalleerd extern op een gebouw, mast of industriële tank.
Indien mogelijk wordt de bliksemafleider zo geïnstalleerd dat de apparatuur beschermd is tegen directe blikseminslag. Individuele antennes worden om technologische redenen volledig open gelaten. Sommige hebben ingebouwde bliksembeveiligingssystemen en zijn zonder schade bestand tegen blikseminslagen. Bij andere, minder robuuste antennetypen is mogelijk de installatie van een SPD op de voedingskabel vereist om te voorkomen dat bliksemstroom via de antennekabel naar de ontvanger of zender loopt. Als er een extern bliksembeveiligingssysteem aanwezig is, worden de antennesteunen daaraan bevestigd.
Spanningsinductie in kabels tussen gebouwen kan worden voorkomen door ze in aangesloten metalen bakken of leidingen te leggen. Alle kabels die naar de antennegerelateerde apparatuur leiden, worden met de uitlaat van de buis op één punt gelegd. Besteed maximale aandacht aan de afschermende eigenschappen van het object zelf en leg kabels in de buisvormige elementen. Indien dit niet mogelijk is, zoals bij processchepen het geval is, dienen de kabels extern, maar zo dicht mogelijk bij het object te worden gelegd, waarbij maximaal gebruik wordt gemaakt van natuurlijke schermen zoals metalen ladders, buizen etc. Bij masten met L- gevormde hoekelementen, de kabels bevinden zich binnen een hoek voor maximale natuurlijke bescherming. Als laatste redmiddel moet naast de antennekabel een emet een minimale doorsnede van 6 mm 2 worden geplaatst. Al deze maatregelen verminderen de geïnduceerde spanning in de lus gevormd door de kabels en het gebouw, en verminderen dienovereenkomstig de kans op een storing daartussen, dat wil zeggen de kans op een boog die optreedt in de apparatuur tussen het elektrische netwerk en het gebouw. .
4.7.4. Maatregelen ter bescherming van stroomkabels en communicatiekabels tussen gebouwen
Verbindingen tussen gebouwen zijn onderverdeeld in twee hoofdtypen: met metaal omhulde stroomkabels, metalen (twisted pair, golfgeleider, coaxiale en gestrande kabels) en glasvezelkabels. Beveiligingsmaatregelen zijn afhankelijk van de soorten kabels, hun aantal en of de bliksembeveiligingssystemen van de twee gebouwen zijn aangesloten.
Volledig geïsoleerde glasvezelkabel (nr metalen versterking folie ter bescherming tegen vocht of stalen binnengeleider) kan zonder gebruikt worden aanvullende maatregelen bescherming. Het gebruik van een dergelijke kabel is de beste optie, omdat deze volledige bescherming biedt tegen elektromagnetische invloeden. Als de kabel echter een verlengd metalen element bevat (met uitzondering van op afstand gelegen stroomkernen), moet dit laatste worden aangesloten op het algemene aansluitsysteem bij de ingang van het gebouw en mag het niet rechtstreeks in de optische ontvanger of zender terechtkomen. Als gebouwen dicht bij elkaar staan en de bliksembeveiligingssystemen niet zijn aangesloten, verdient het de voorkeur om glasvezelkabels zonder metalen elementen te gebruiken om hoge stromen in deze elementen en hun oververhitting te voorkomen. Als er een kabel is aangesloten op het bliksembeveiligingssysteem, dan kunt u een optische kabel met metalen elementen gebruiken om een deel van de stroom van de eerste kabel af te leiden.
Metalen kabels tussen gebouwen met geïsoleerde bliksembeveiligingssystemen. Bij deze aansluiting van beveiligingssystemen is schade aan beide uiteinden van de kabel zeer waarschijnlijk als gevolg van de doorgang van bliksemstroom. Daarom is het noodzakelijk om aan beide uiteinden van de kabel een SPD te installeren en, waar mogelijk, de bliksembeveiligingssystemen van twee gebouwen aan te sluiten en de kabel in aangesloten metalen goten te leggen.
Metalen kabels tussen gebouwen met aangesloten bliksembeveiligingssystemen. Afhankelijk van het aantal kabels tussen gebouwen kunnen beschermende maatregelen het aansluiten van kabelgoten omvatten als er meerdere kabels zijn (voor nieuwe kabels) of als grote hoeveelheden kabels, zoals in het geval van chemische productie, afscherming of het gebruik van flexibele metalen slangen voor meeraderige besturingskabels. Sluit beide uiteinden van de kabel aan verbonden systemen Bliksembeveiliging biedt vaak voldoende afscherming, vooral als er veel kabels zijn en de stroom daartussen wordt verdeeld.
1. Ontwikkeling van operationele en technische documentatie
Het wordt aanbevolen dat alle organisaties en ondernemingen, ongeacht hun eigendomsvorm, beschikken over een set operationele en technische documentatie voor bliksembeveiliging van faciliteiten die een bliksembeveiligingsapparaat vereisen.
De set operationele en technische documentatie voor bliksembeveiliging bevat:
- toelichting;
diagrammen van bliksembeveiligingszones;
werktekeningen van bliksemafleiderconstructies (constructiedeel), structurele elementen van bescherming tegen secundaire manifestaties van bliksem, tegen driften van hoge potentiëlen door grond- en ondergrondse metaalcommunicatie, tegen glijdende vonkkanalen en ontladingen in de grond;
acceptatiedocumentatie (akten van acceptatie in bedrijf van bliksembeveiligingsapparaten samen met bijlagen: handelingen op verborgen werk en testrapporten voor bliksembeveiligingsapparatuur en bescherming tegen secundaire manifestaties van bliksem en de introductie van high-potentials).
In de toelichting staat:
- initiële gegevens voor de ontwikkeling van technische documentatie;
geaccepteerde methoden voor bliksembeveiliging van objecten;
berekeningen van beschermingszones, aardgeleiders, neerwaartse geleiders en beschermingselementen tegen secundaire manifestaties van bliksem.
De toelichting geeft het bedrijf aan dat de reeks operationele en technische documentatie heeft ontwikkeld, de basis voor de ontwikkeling ervan, een lijst met actuele regelgevingsdocumenten en technische documentatie die de werkzaamheden aan het project hebben begeleid, en speciale vereisten voor het ontworpen apparaat.
Invoergegevens voor het ontwerp van bliksembeveiliging omvatten:
- masterplan van faciliteiten met vermelding van de locatie van alle faciliteiten die onderworpen zijn aan bliksembeveiliging, auto- en spoorwegen, grond- en ondergrondse communicatie (verwarmingsleidingen, proces- en sanitaire pijpleidingen, elektrische kabels en bedrading voor welk doel dan ook, enz.);
bliksembeveiligingscategorieën voor elke faciliteit;
gegevens over de klimatologische omstandigheden in het gebied waar beschermde gebouwen en constructies zich bevinden (intensiteit van onweersbuien, windsnelheid, dikte van de ijswand, enz.), bodemkenmerken die de structuur, agressiviteit en bodemsoort aangeven, grondwaterstand;
elektrische weerstand van de bodem (Ohm m) op de locatie van objecten.
De sectie "Geaccepteerde methoden voor bliksembeveiliging van objecten" schetst de geselecteerde methoden voor het beschermen van gebouwen en constructies tegen direct contact met het bliksemkanaal, secundaire manifestaties van bliksem en de introductie van hoge potentiëlen via bovengrondse en ondergrondse metaalcommunicatie.
Objecten gebouwd (ontworpen) volgens hetzelfde standaard- of hergebruikt ontwerp, met een uniform karakter constructie kenmerken en geometrische afmetingen en hetzelfde bliksembeveiligingsapparaat, kunnen er één hebben algemeen schema en berekening van. De lijst van deze beschermde objecten wordt gegeven op het diagram van de beschermingszone van een van de constructies.
Bij het controleren van de betrouwbaarheid van de beveiliging met behulp van software worden computerberekeningsgegevens verstrekt in de vorm van een samenvatting van ontwerpopties en wordt er een conclusie getrokken over hun effectiviteit.
Bij het ontwikkelen van technische documentatie wordt voorgesteld om zoveel mogelijk standaardontwerpen van bliksemafleiders en aardgeleiders en standaardwerktekeningen voor bliksembeveiliging te gebruiken. Als het onmogelijk is om te gebruiken standaard ontwerpen bliksembeveiligingsapparaten, werktekeningen van afzonderlijke elementen kunnen worden ontwikkeld: funderingen, steunen, bliksemafleiders, neerwaartse geleiders, aardgeleiders.
Om het volume aan technische documentatie te verminderen en de bouwkosten te verlagen, wordt aanbevolen om bliksembeveiligingsprojecten te combineren met werktekeningen voor algemene bouwwerkzaamheden en installatie van loodgieterswerk en elektrische apparatuur om loodgieterscommunicatie en aardelektroden van elektrische apparaten voor bliksem te gebruiken bescherming.
2. Procedure voor het in gebruik nemen van bliksembeveiligingsinrichtingen
Bliksembeveiligingsapparaten van voltooide constructies (reconstructie) worden door de werkcommissie in gebruik genomen en aan de klant overgedragen voor gebruik vóór de installatie van procesapparatuur, levering en laden van apparatuur en waardevolle eigendommen in gebouwen en constructies.
Acceptatie bliksem beschermende apparaten bij bestaande faciliteiten wordt uitgevoerd door een werkcommissie.
De samenstelling van de werkcommissie wordt bepaald door de klant. De werkcommissie bestaat doorgaans uit vertegenwoordigers van:
- verantwoordelijke voor elektrische apparatuur;
aannemer;
brandveiligheidsinspecties.
De volgende documenten worden aan de werkcommissie voorgelegd:
- goedgekeurde projecten voor bliksembeveiligingsapparatuur;
handelingen bij verborgen werkzaamheden (over het aanbrengen en installeren van aardgeleiders en aardgeleiders die niet toegankelijk zijn voor inspectie);
certificaten voor het testen van bliksembeveiligingsapparatuur en bescherming tegen secundaire manifestaties van bliksem en de introductie van hoge potentiëlen via bovengrondse en ondergrondse metaalcommunicatie (gegevens over de weerstand van alle aardgeleiders, resultaten van inspectie en verificatie van werkzaamheden aan de installatie van bliksem staven, neerwaartse geleiders, aardgeleiders, elementen van hun bevestiging, betrouwbaarheid van elektrische verbindingen tussen stroomvoerende elementen en enz.).
De werkcommissie produceert volledige controle en inspectie van voltooide bouw- en installatiewerkzaamheden aan de installatie van bliksembeveiligingsapparatuur.
De aanvaarding van bliksembeveiligingsinrichtingen voor nieuwbouwinstallaties wordt gedocumenteerd in acceptatieakten voor bliksembeveiligingsinrichtingen. De inbedrijfstelling van bliksembeveiligingsapparaten wordt in de regel geformaliseerd door goedkeuringscertificaten van de relevante staatscontrole- en toezichtinstanties.
Na de inbedrijfstelling van bliksembeveiligingsapparaten worden paspoorten van bliksembeveiligingsapparaten en paspoorten van aardgeleiders van bliksembeveiligingsapparaten samengesteld, die worden opgeslagen door de persoon die verantwoordelijk is voor de elektrische installaties.
Door het hoofd van de organisatie goedgekeurde wetten worden, samen met ingediende wetten voor verborgen werkzaamheden en meetprotocollen, opgenomen in het paspoort van bliksembeveiligingsapparatuur.
3. Bediening van bliksembeveiligingsapparatuur
Bliksembeveiligingsapparaten voor gebouwen, constructies en externe installaties van objecten worden gebruikt in overeenstemming met de regels technische werking elektrische installaties van consumenten en de instructies van deze instructie. De taak van het bedienen van bliksembeveiligingsapparaten voor objecten is om ze in een staat van vereiste bruikbaarheid en betrouwbaarheid te houden.
Om de blijvende betrouwbaarheid van bliksembeveiligingsapparaten te garanderen, worden alle bliksembeveiligingsapparaten jaarlijks vóór het begin van het onweersseizoen gecontroleerd en geïnspecteerd.
Controles worden ook uitgevoerd na het plaatsen van een bliksembeveiligingssysteem, na het aanbrengen van wijzigingen aan het bliksembeveiligingssysteem, na eventuele schade aan het beschermde object. Elke inspectie wordt uitgevoerd in overeenstemming met werk programma.
Om de staat van de MZ te controleren, wordt de reden van de controle aangegeven en wordt het volgende georganiseerd:
- commissie om een inspectie uit te voeren van het ministerie van Volksgezondheid, wat aangeeft functionele verantwoordelijkheden leden van de inspectiecommissie bliksembeveiliging;
werkgroep om de nodige metingen uit te voeren;
tijdstip van de inspectie.
Bij het inspecteren en testen van bliksembeveiligingsapparatuur wordt aanbevolen:
- controle door visuele inspectie (met behulp van een verrekijker) van de integriteit van bliksemafleiders en neergeleiders, de betrouwbaarheid van hun verbinding en bevestiging aan de masten;
- elementen van bliksembeveiligingsapparaten identificeren die vervanging of reparatie vereisen vanwege een schending van hun mechanische sterkte;
- de mate van vernietiging door corrosie van individuele elementen van bliksembeveiligingsapparatuur bepalen, maatregelen nemen voor corrosiebescherming en versterking van door corrosie beschadigde elementen;
- controleer de betrouwbaarheid van elektrische verbindingen tussen onder spanning staande delen van alle elementen van bliksembeveiligingsapparatuur;
- controleren of de bliksembeveiligingsinrichtingen in overeenstemming zijn met het doel van de objecten en, in geval van constructieve of technologische veranderingen gedurende de voorgaande periode, maatregelen schetsen voor de modernisering en reconstructie van de bliksembeveiliging in overeenstemming met de vereisten van deze instructies;
- het verduidelijken van het uitvoerende diagram van bliksembeveiligingsapparatuur en het bepalen van de paden van de bliksemstroom die zich door de elementen ervan verspreidt tijdens een bliksemontlading door een bliksemontlading in een luchtterminal te simuleren met behulp van een gespecialiseerd meetcomplex dat is verbonden tussen de bliksemafleider en een op afstand gelegen stroomelektrode;
- meet de weerstandswaarde tegen de verspreiding van gepulseerde stroom met behulp van de ampèremeter-voltmetermethode met behulp van een gespecialiseerd meetcomplex;
- het meten van de waarden van pulsoverspanningen in voedingsnetwerken tijdens een blikseminslag, de verdeling van de spanningen langs metalen constructies en het aardingssysteem van het gebouw door een blikseminslag in een luchtterminal te simuleren met behulp van een gespecialiseerd meetcomplex;
|
- het meten van de waarde van elektromagnetische velden in de buurt van het bliksembeveiligingsapparaat door een blikseminslag in een luchtterminal te simuleren met behulp van speciale antennes;
- beschikbaarheid controleren benodigde documentatie voor bliksembeveiligingsapparaten.
Alle kunstmatige aardgeleiders, neergeleiders en hun aansluitpunten zijn onderworpen aan periodieke inspectie met een opening van zes jaar (voor objecten van categorie I); Tegelijkertijd wordt jaarlijks tot 20% van hun totale aantal gecontroleerd. Gecorrodeerde aardgeleiders en neerwaartse geleiders wanneer hun oppervlak kleiner wordt dwarsdoorsnede meer dan 25% moet worden vervangen door nieuwe.
Buitengewone inspecties van bliksembeveiligingsapparatuur moeten daarna worden uitgevoerd natuurrampen(orkaanwind, overstroming, aardbeving, brand) en onweersbuien van extreme intensiteit.
Buitengewone metingen van de aardingsweerstand van bliksembeveiligingsapparaten moeten worden uitgevoerd na het uitvoeren van reparatiewerkzaamheden aan bliksembeveiligingsapparaten en aan de beschermde objecten zelf en in de buurt ervan.
De resultaten van inspecties worden geformaliseerd in wetten, vastgelegd in paspoorten en een logboek voor het registreren van de staat van bliksembeveiligingsapparatuur.
Op basis van de verkregen gegevens wordt een reparatieplan en het elimineren van defecten aan bliksembeveiligingsapparatuur die tijdens inspecties en controles zijn ontdekt, opgesteld.
Graafwerkzaamheden in de buurt van beschermde gebouwen en constructies, bliksembeveiligingsapparatuur, maar ook in de buurt ervan, worden in de regel uitgevoerd met toestemming van de exploiterende organisatie, die verantwoordelijke personen aanwijst die toezicht houden op de veiligheid van bliksembeveiligingsapparatuur.
Tijdens een onweersbui worden er geen werkzaamheden aan bliksembeveiligingsinrichtingen en in de buurt daarvan uitgevoerd.
MINISTERIE VAN ENERGIE VAN DE RUSSISCHE FEDERATIE
GOEDGEKEURD
Op bestelling
Ministerie van Energie
Rusland
INSTRUCTIES
PER APPARAAT
BLIKSEMBEVEILIGING VAN GEBOUWEN EN STRUCTUREN
EN INDUSTRIËLE COMMUNICATIE
DUS 153-34.21.122-2003
1. INLEIDING
Instructies voor de installatie van bliksembeveiliging van gebouwen, constructies en industriële communicatie (SO 153-34.21.122-2003) (hierna de Instructies genoemd) zijn van toepassing op alle soorten gebouwen, constructies en industriële communicatie, ongeacht afdelingsverband en vorm van eigendom.
De instructies zijn bedoeld voor gebruik bij projectontwikkeling, constructie, exploitatie, maar ook bij de reconstructie van gebouwen, constructies en industriële communicatie.
In gevallen waarin de vereisten van de industriële regelgeving strenger zijn dan die in deze instructies, wordt aanbevolen om te voldoen aan de industriële vereisten bij het ontwikkelen van bliksembeveiliging. Het wordt ook aanbevolen hetzelfde te doen als de instructies in de Instructies niet kunnen worden gecombineerd met de technologische kenmerken van het beschermde object. In dit geval worden de gebruikte middelen en methoden voor bliksembeveiliging geselecteerd op basis van de voorwaarde dat de vereiste betrouwbaarheid wordt gegarandeerd.
Bij het ontwikkelen van projecten voor gebouwen, constructies en industriële communicatie wordt naast de vereisten van de instructies rekening gehouden met aanvullende vereisten voor bliksembeveiliging in overeenstemming met andere huidige normen, regels, instructies en staatsnormen.
Bij het standaardiseren van bliksembeveiliging is het uitgangspunt dat geen enkel apparaat de ontwikkeling van bliksem kan voorkomen.
Toepassing van de norm bij de keuze voor bliksembeveiliging verkleint de kans op schade door blikseminslag aanzienlijk.
Het type en de plaatsing van bliksembeveiligingsapparatuur worden geselecteerd in de ontwerpfase van een nieuwe installatie om maximaal gebruik te kunnen maken van de geleidende elementen daarvan. Dit zal de ontwikkeling en implementatie van bliksembeveiligingsapparatuur in combinatie met het gebouw zelf vergemakkelijken, het esthetische uiterlijk ervan verbeteren, de efficiëntie van bliksembeveiliging vergroten en de kosten en arbeidskosten ervan minimaliseren.
2. ALGEMENE BEPALINGEN
2.1. TERMEN EN DEFINITIES
Bliksem slaat in op de grond- een elektrische ontlading van atmosferische oorsprong tussen een onweerswolk en de grond, bestaande uit een of meer stroompulsen.
Hitpunt- het punt waarop bliksem in contact komt met de grond, het gebouw of de bliksembeveiligingsinrichting. Een blikseminslag kan meerdere inslagpunten hebben.
Beschermd voorwerp- een gebouw of bouwwerk, deel of ruimte daarvan, waarvoor bliksembeveiliging is aangebracht dat voldoet aan de eisen van deze norm.
Bliksembeveiligingsapparaat- een systeem waarmee u een gebouw of constructie kunt beschermen tegen de gevolgen van bliksem. Het omvat externe en interne apparaten. In bijzondere gevallen mag de bliksembeveiliging alleen externe of alleen interne apparaten bevatten.
Beveiligingsinrichtingen tegen directe blikseminslag (bliksemafleiders)- een complex bestaande uit bliksemafleiders, neerwaartse geleiders en aardgeleiders.
Beveiligingsapparaten tegen secundaire effecten van bliksem - apparaten die de effecten van elektrische en magnetische bliksemvelden beperken.
Potentiaalvereffeningsapparaten - elementen van beveiligingsapparatuur die het potentiaalverschil beperken dat wordt veroorzaakt door de verspreiding van bliksemstroom.
Bliksemafleider- onderdeel van een bliksemafleider die is ontworpen om bliksem te onderscheppen.
Neergeleider (afdaling)- deel van een bliksemafleider die is ontworpen om de bliksemstroom van de bliksemafleider naar de aardelektrode af te leiden.
Aardingsapparaat- een set aardgeleiders en aardgeleiders.
Aardelektrode- een geleidend onderdeel of een reeks onderling verbonden geleidende onderdelen die rechtstreeks of via een geleidend medium in elektrisch contact staan met de aarde.
Aardlus- een aardgeleider in de vorm van een gesloten lus rond een gebouw in de grond of op het oppervlak ervan.
Weerstand aardingsapparaat- de verhouding tussen de spanning op het aardingsapparaat en de stroom die van de aardelektrode naar de aarde vloeit.
Spanning op het aardingsapparaat- spanning die optreedt wanneer stroom van de aardelektrode naar de aarde vloeit tussen het punt van stroominvoer in de aardelektrode en de nulpotentiaalzone.
Onderling verbonden metalen fittingen - versterking van gewapende betonconstructies van een gebouw (constructie), die de elektrische continuïteit garandeert.
Gevaarlijke vonken- onaanvaardbare elektrische ontladingen binnen het beschermde object veroorzaakt door blikseminslag.
Veilige afstand- de minimale afstand tussen twee geleidende elementen buiten of binnen het beschermde object, waarbij er geen gevaarlijke vonk tussen hen kan ontstaan.
Overspanningsbeveiliging - een apparaat dat is ontworpen om overspanningen tussen elementen van het beschermde object te beperken (bijvoorbeeld een overspanningsafleider, niet-lineaire overspanningsonderdrukker of een ander beveiligingsapparaat).
Vrijstaande bliksemafleider- een bliksemafleider, waarvan de bliksemafleiders en de neerwaartse geleiders zodanig zijn geplaatst dat het bliksemstroompad geen contact maakt met het beschermde object.
Bliksemafleider geïnstalleerd op het beschermde object - een bliksemafleider waarvan de bliksemafleiders en de neerwaartse geleiders zodanig zijn gelegen dat een deel van de bliksemstroom zich door het beschermde object of de aardgeleider ervan kan verspreiden.
Bliksembeveiligingszone- een ruimte in de buurt van een bliksemafleider met een bepaalde geometrie, met het kenmerk dat de waarschijnlijkheid van een blikseminslag op een object dat zich volledig binnen zijn volume bevindt, een bepaalde waarde niet overschrijdt.
Aanvaardbare waarschijnlijkheid van een bliksemdoorbraak- maximaal toelaatbare waarschijnlijkheid R blikseminslag op een object dat wordt beschermd door bliksemafleiders.
Betrouwbaarheid van bescherming gedefinieerd als 1 - R.
Industriële communicatie- stroom- en informatiekabels, geleidende pijpleidingen, niet-geleidende pijpleidingen met een intern geleidend medium.
2.2. CLASSIFICATIE VAN GEBOUWEN EN CONSTRUCTIES VOLGENS BLIKSEMBEVEILIGINGSINRICHTINGEN
De classificatie van objecten wordt bepaald door het gevaar van blikseminslag voor het object zelf en zijn omgeving.
De directe gevaren van bliksem zijn onder meer brand, mechanische schade, verwondingen aan mensen en dieren en schade aan elektrische en elektronische apparatuur. De gevolgen van een blikseminslag kunnen explosies zijn en het vrijkomen van gevaarlijke producten - radioactieve en giftige chemicaliën, maar ook bacteriën en virussen.
Blikseminslagen kunnen bijzonder gevaarlijk zijn voor informatiesystemen, commando- en controlesystemen en energievoorzieningssystemen. Elektronische apparaten die voor verschillende doeleinden in objecten zijn geïnstalleerd, vereisen speciale bescherming.
De beschouwde objecten kunnen worden onderverdeeld in gewoon en bijzonder.
Reguliere voorwerpen- residentiële en administratieve gebouwen, evenals gebouwen en constructies met een hoogte van niet meer dan 60 m, bestemd voor handel, industriële productie en landbouw.
Bijzondere objecten:
voorwerpen die een gevaar vormen voor de directe omgeving;
voorwerpen die een gevaar vormen voor de sociale en fysieke omgeving (voorwerpen die bij blikseminslag schadelijke biologische, chemische en radioactieve emissies kunnen veroorzaken);
andere objecten waarvoor speciale bliksembeveiliging kan worden geboden, bijvoorbeeld gebouwen met een hoogte van meer dan 60 m, speeltuinen, tijdelijke constructies, objecten in aanbouw.
In tafel 2.1 geeft voorbeelden van het verdelen van objecten in vier klassen.
Tabel 2.1 - Voorbeelden van objectclassificatie
| Object type | Gevolgen van een blikseminslag |
|
| Reguliere voorwerpen | Huis | Uitvallen van elektrische installaties, brand en materiële schade. Meestal kleine schade aan voorwerpen die zich op de plaats van de blikseminslag bevinden of door het kanaal ervan worden getroffen |
| In eerste instantie - een brand en de introductie van gevaarlijke spanning, daarna - stroomverlies met het risico van overlijden van dieren als gevolg van het falen van het elektronische ventilatiecontrolesysteem, de voertoevoer, enz. |
||
| Reguliere voorwerpen | Theater; school; Warenhuis; sportfaciliteit | Stroomuitval (zoals verlichting) die paniek kan veroorzaken. Het uitvallen van het brandmeldsysteem, waardoor de brandbestrijdingsactiviteiten vertraging oplopen |
| Bank; Verzekeringsbedrijf; commercieel kantoor | Stroomuitval (zoals verlichting) die paniek kan veroorzaken. Het uitvallen van het brandalarmsysteem veroorzaakt vertraging bij de brandpreventieactiviteiten. Verloren communicatie, computerstoringen met gegevensverlies |
|
| Ziekenhuis; kleuterschool; verzorgingstehuis | Stroomuitval (zoals verlichting) die paniek kan veroorzaken. Het uitvallen van het brandalarmsysteem veroorzaakt vertraging bij de brandpreventieactiviteiten. Verlies van communicatieapparatuur, computerstoringen met verlies van gegevens. De aanwezigheid van ernstig zieke mensen en de noodzaak om immobiele mensen te helpen |
|
| Industriële ondernemingen | Bijkomende gevolgen afhankelijk van de productieomstandigheden - van kleine schade tot grote schade door productverlies |
|
| Musea en archeologische vindplaatsen | Onvervangbaar verlies van cultuurgoederen |
|
| Bijzondere objecten met beperkt gevaar | Communicatiemiddelen; energiecentrales; brandgevaarlijke industrieën | Onaanvaardbare verstoring van de openbare dienstverlening (telecommunicatie). Indirect brandgevaar voor aangrenzende objecten |
| Bijzondere voorwerpen die een gevaar vormen voor de directe omgeving | Olieraffinaderijen; benzine station; productie van vuurwerk en vuurwerk | Branden en explosies binnen de faciliteit en in de directe omgeving |
| Speciale voorwerpen die gevaarlijk zijn voor het milieu | Chemische fabriek; kerncentrale; biochemische fabrieken en laboratoria | Brand en apparatuurstoringen met schadelijke gevolgen voor het milieu |
Tijdens de constructie en reconstructie is het voor elke klasse objecten noodzakelijk om de noodzakelijke niveaus van betrouwbaarheid van bescherming tegen directe blikseminslagen (DLM) te bepalen. Voor gewone objecten kunnen bijvoorbeeld vier niveaus van beveiligingsbetrouwbaarheid worden aangeboden, aangegeven in de tabel. 2.2.
Tabel 2.2 - Beschermingsniveaus tegen lichtvervuiling voor gewone voorwerpen
| Beschermingsniveau | Betrouwbaarheid van bescherming tegen schokgolven |
Voor bijzondere objecten Het minimaal aanvaardbare niveau van betrouwbaarheid van bescherming tegen blikseminslag ligt in het bereik van 0,9 - 0,999, afhankelijk van de mate van de maatschappelijke betekenis ervan en de ernst van de verwachte gevolgen van een directe blikseminslag in overeenstemming met de controleautoriteiten van de overheid.
Op verzoek van de klant kan het project een betrouwbaarheidsniveau omvatten dat het maximaal toelaatbare overschrijdt.
2.3. PARAMETERS VAN BLIKSEMSTROOM
Bliksemstroomparameters zijn nodig voor het berekenen van mechanische en thermische effecten, evenals voor het standaardiseren van beschermingsmiddelen tegen elektromagnetische invloeden.
2.3.1. Classificatie van de effecten van bliksemstromen
Voor elk niveau van bliksembeveiliging moeten de maximaal toegestane bliksemstroomparameters worden bepaald. De in de norm gegeven gegevens gelden voor neerwaartse en opwaartse bliksem.
De polariteitsverhouding van bliksemontladingen is afhankelijk van de geografische locatie van het gebied. Bij gebrek aan lokale gegevens wordt aangenomen dat deze verhouding 10% bedraagt voor ontladingen met positieve stromen en 90% voor ontladingen met negatieve stromen.
De mechanische en thermische effecten van bliksem worden bepaald door de piekstroomwaarde ( I), volledig opgeladen Q vol, opladen in impuls Q imp en specifieke energie W/R. De hoogste waarden van deze parameters worden waargenomen bij positieve ontladingen.
Schade veroorzaakt door geïnduceerde overspanningen wordt bepaald door de steilheid van het bliksemstroomfront. De helling wordt beoordeeld binnen een niveau van 30% en 90% van de hoogste stroomwaarde. De hoogste waarde van deze parameter wordt waargenomen in daaropvolgende pulsen van negatieve ontladingen.
2.3.2. Parameters van bliksemstromen voorgesteld voor standaardisatie van beschermingsmiddelen tegen directe blikseminslagen
De waarden van de ontwerpparameters voor degenen die in de tabel zijn geaccepteerd. 2.2 veiligheidsniveaus (met een verhouding van 10% tot 90% tussen de aandelen positieve en negatieve lozingen) worden weergegeven in de tabel. 2.3.
Tabel 2.3 - Correspondentie tussen bliksemstroomparameters en beveiligingsniveaus
2.3.3. Dichtheid van blikseminslagen op de grond
De dichtheid van blikseminslagen in de grond, uitgedrukt in het aantal blikseminslagen per 1 km 2 aardoppervlak per jaar, wordt bepaald aan de hand van meteorologische waarnemingen ter plaatse van het object.
Als de dichtheid van de bliksem de grond inslaat Ng onbekend, kan worden berekend met de volgende formule, 1/(km 2 ×jaar):
Waar TD- de gemiddelde duur van onweersbuien in uren, bepaald op basis van regionale kaarten van de intensiteit van onweersbuien.
2.3.4. Parameters van bliksemstromen voorgesteld voor standaardisatie van beschermingsmiddelen tegen elektromagnetische effecten van bliksem
Naast mechanische en thermische effecten veroorzaakt bliksemstroom krachtige pulsen van elektromagnetische straling, die schade kunnen veroorzaken aan systemen, waaronder communicatie-, besturings-, automatiseringsapparatuur, computer- en informatieapparatuur, enz. Deze complexe en dure systemen worden in veel industrieën en bedrijven gebruikt. Hun schade als gevolg van blikseminslag is zowel om veiligheidsredenen als om economische redenen zeer onwenselijk.
Een blikseminslag kan een enkele stroompuls bevatten of bestaan uit een reeks pulsen, gescheiden door tijdsperioden waarin een zwakke begeleidende stroom vloeit. De parameters van de stroompuls van de eerste component verschillen aanzienlijk van de kenmerken van de pulsen van volgende componenten. Hieronder staan gegevens die de berekende parameters karakteriseren van stroompulsen van de eerste en volgende pulsen (tabellen 2.4 en 2.5), evenals langetermijnstroom (tabel 2.6) in pauzes tussen pulsen voor gewone objecten op verschillende beschermingsniveaus.
Tabel 2.4 - Parameters van de eerste bliksemstroompuls
| Huidige parameter | Beschermingsniveau |
||
| Maximale stroom I, kA | |||
| Duur voorkant T 1, μs | |||
| Rust T 2, μs | |||
| Opladen in puls Q som *, Kl | |||
| Specifieke energie per puls W/R**, MJ/Ohm | |||
| * Aangezien een aanzienlijk deel van de totale kosten Q de som valt op de eerste puls, wordt aangenomen dat de totale lading van alle korte pulsen gelijk is aan de gegeven waarde. ** Sinds een aanzienlijk deel van de totale specifieke energie W/R valt op de eerste puls, wordt aangenomen dat de totale lading van alle korte pulsen gelijk is aan de gegeven waarde. |
|||
Tabel 2.5 - Parameters van de daaropvolgende bliksemstroompuls
Tabel 2.6 - Parameters van langdurige bliksemstroom in het interval tussen pulsen
De gemiddelde stroom is ongeveer gelijk aan Q L/T.
De vorm van de stroompulsen wordt bepaald door de volgende uitdrukking
Waar I- maximale stroom;
T- tijd;
t 1 - tijdconstante voor het front;
t 2 - tijdconstante voor achteruitgang;
H- coëfficiënt die de waarde van de maximale stroom corrigeert.
De waarden van de parameters in formule (2.2), die de verandering in bliksemstroom in de loop van de tijd beschrijft, worden gegeven in de tabel. 2.7.
Tabel 2.7 - Parameterwaarden voor het berekenen van de bliksemstroompulsvorm
| Parameter | Eerste impuls | Vervolgimpuls |
||||
| Beschermingsniveau | Beschermingsniveau |
|||||
Een lange puls kan worden ontvangen als een rechthoekige puls met een gemiddelde stroomsterkte I en duur T, overeenkomend met de gegevens in de tabel. 2.6.
3. BESCHERMING TEGEN DIRECTE BLIKSEMAANSLAG
3.1. COMPLEX VAN BLIKSEMBEVEILIGINGSMIDDELEN
De reeks bliksembeveiligingsmiddelen voor gebouwen of constructies omvat apparaten voor bescherming tegen directe blikseminslag [extern bliksembeveiligingssysteem (LPS)] en apparaten voor bescherming tegen secundaire effecten van bliksem (intern LPS). In bijzondere gevallen mag de bliksembeveiliging alleen externe of alleen interne apparaten bevatten. Over het algemeen vloeit een deel van de bliksemstromen door de interne bliksembeveiligingselementen.
Een externe MES kan worden geïsoleerd van de constructie (vrijstaande bliksemafleiders - staaf of kabel, evenals aangrenzende constructies die de functies van natuurlijke bliksemafleiders vervullen), of kan op de beschermde constructie worden geïnstalleerd en er zelfs deel van uitmaken.
Interne bliksembeveiligingsapparaten zijn ontworpen om de elektromagnetische effecten van bliksemstroom te beperken en vonken in het beschermde object te voorkomen.
Bliksemstromen die de bliksemafleiders binnendringen, worden via een systeem van neerwaartse geleiders (downgeleiders) in het aardelektrodesysteem ontladen en in de grond verspreid.
3.2. EXTERN BLIKSEMBEVEILIGINGSSYSTEEM
Over het algemeen bestaat de externe MPS uit bliksemafleiders, neerwaartse geleiders en aardgeleiders. Bij speciale vervaardiging moeten hun materiaal en doorsneden voldoen aan de eisen van de tabel. 3.1.
Tabel 3.1 - Materiaal en minimale doorsneden van elementen van de externe MZS
3.2.1. Bliksemafleiders
3.2.1.1. Algemene Overwegingen
Bliksemafleiders kunnen speciaal worden geïnstalleerd, ook ter plaatse, of hun functies worden uitgevoerd door structurele elementen van het beschermde object; in het laatste geval worden ze natuurlijke bliksemafleiders genoemd.
Bliksemafleiders kunnen bestaan uit een willekeurige combinatie van de volgende elementen: staven, spandraden (kabels), gaasgeleiders (roosters).
3.2.1.2. Natuurlijke bliksemafleiders
De volgende structurele elementen van gebouwen en constructies kunnen als natuurlijke bliksemafleiders worden beschouwd:
a) metalen daken van beschermde objecten, op voorwaarde dat:
elektrische continuïteit tussen verschillende onderdelen is gedurende lange tijd verzekerd;
de dikte van het dakmetaal is minimaal T gegeven in tabel. 3.2, als het nodig is om het dak te beschermen tegen schade of brandwonden;
de dikte van het dakmetaal is minimaal 0,5 mm, als het niet nodig is om het tegen beschadiging te beschermen en er geen gevaar bestaat voor ontbranding van brandbare materialen onder het dak;
Het dak is niet voorzien van een isolerende coating. Een klein laagje corrosiewerende verf of een laag asfaltcoating van 0,5 mm of een laag plastic coating van 1 mm wordt echter niet als isolatie beschouwd;
niet-metalen coatings op/of onder een metalen dak reiken niet verder dan het beschermde object;
b) metalen dakconstructies (spanten, onderling verbonden stalen wapening);
c) metalen elementen zoals regenpijpen, decoraties, hekken langs de rand van het dak, enz., als hun doorsnede niet kleiner is dan de waarden voorgeschreven voor conventionele bliksemafleiders;
d) technologische metalen buizen en tanks, als deze zijn gemaakt van metaal met een dikte van minimaal 2,5 mm en het smelten of doorbranden van dit metaal niet tot gevaarlijke of onaanvaardbare gevolgen zal leiden;
e) metalen buizen en tanks, als deze zijn gemaakt van metaal met een dikte van minimaal T, gegeven in tabel. 3.2, en als de temperatuurstijging aan de binnenkant van het object op het moment van de blikseminslag geen gevaar oplevert.
Tabel 3.2 - Dikte van het dak, de leiding of het tanklichaam dat als natuurlijke bliksemafleider dient
3.2.2. Naar beneden geleiders
3.2.2.1. Algemene Overwegingen
Om de kans op gevaarlijke vonken te verkleinen, moeten neerwaartse geleiders zo worden geplaatst dat tussen het letselpunt en de grond:
a) de stroomspreiding langs verschillende parallelle paden;
b) de lengte van deze paden werd tot een minimum beperkt.
3.2.2.2. Locatie van neerwaartse geleiders in bliksembeveiligingsapparaten geïsoleerd van het beschermde object
Als de bliksemafleider bestaat uit staven die op afzonderlijke steunen (of één steun) zijn geïnstalleerd, moet voor elke steun minstens één neerwaartse geleider worden voorzien.
Als de bliksemafleider uit afzonderlijke horizontale draden (kabels) of één draad (kabel) bestaat, is voor elk uiteinde van de kabel minimaal één neerwaartse geleider nodig.
Als de bliksemafleider een gaasstructuur is die boven het beschermde object hangt, is voor elk van zijn steunen ten minste één neerwaartse geleider vereist. Het totale aantal neerwaartse geleiders moet minimaal twee zijn.
3.2.2.3. Locatie van neerwaartse geleiders voor niet-geïsoleerde bliksembeveiligingsapparaten
Neergeleiders bevinden zich zo rond de omtrek van het beschermde object dat de gemiddelde afstand ertussen niet kleiner is dan de waarden in de tabel. 3.3.
Neergeleiders zijn verbonden door horizontale riemen nabij het grondoppervlak en elke 20 m langs de hoogte van het gebouw.
Tabel 3.3 - Gemiddelde afstanden tussen neerwaartse geleiders, afhankelijk van het beschermingsniveau
| Beschermingsniveau | Gemiddelde afstand, m |
3.2.2.4. Richtlijnen voor het neerleggen van geleiders
Het is wenselijk dat de neerwaartse geleiders gelijkmatig rond de omtrek van het beschermde object zijn geplaatst. Indien mogelijk worden ze dichtbij de hoeken van gebouwen gelegd.
Benedengeleiders die niet geïsoleerd zijn van het beschermde object worden als volgt gelegd:
als de muur van onbrandbaar materiaal is gemaakt, kunnen de neerwaartse geleiders aan het muuroppervlak worden bevestigd of door de muur lopen;
als de muur uit brandbaar materiaal bestaat, kunnen de neerwaartse geleiders rechtstreeks op het muuroppervlak worden bevestigd, zodat de temperatuurstijging tijdens de bliksemstroom geen gevaar oplevert voor het muurmateriaal;
indien de wand uit brandbaar materiaal bestaat en een temperatuurstijging van de neerwaartse geleiders gevaar oplevert, moeten de neerwaartse geleiders zo worden geplaatst dat de afstand tussen hen en het beschermde object altijd groter is dan 0,1 m. voor de bevestiging mogen de neerwaartse geleiders contact maken met de muur.
In afvoerbuizen mogen geen neerwaartse geleiders worden geïnstalleerd. Het wordt aanbevolen om geleiders op de grootst mogelijke afstand van deuren en ramen te plaatsen.
Neergeleiders worden langs rechte en verticale lijnen gelegd, zodat het pad naar de grond zo kort mogelijk is. Het wordt niet aanbevolen om geleiders in de vorm van lussen aan te leggen.
3.2.2.5. Natuurlijke elementen van donsgeleiders
De volgende structurele elementen van gebouwen kunnen als natuurlijke neerwaartse geleiders worden beschouwd:
a) metalen constructies, op voorwaarde dat:
de elektrische continuïteit tussen verschillende elementen is duurzaam en voldoet aan de eisen van artikel 3.2.4.2;
ze zijn niet kleiner dan vereist voor speciaal ontworpen neerwaartse geleiders;
metalen constructies kunnen een isolerende coating hebben;
b) metalen frame van een gebouw of constructie;
c) onderling verbonden stalen wapening van een gebouw of constructie;
d) delen van de gevel, geprofileerde elementen en ondersteunende metalen constructies van de gevel, op voorwaarde dat:
hun afmetingen komen overeen met de instructies met betrekking tot neerwaartse geleiders, en hun dikte bedraagt minimaal 0,5 mm;
metalen wapening van gebouwen van gewapend beton wordt geacht elektrische continuïteit te bieden als deze aan de volgende voorwaarden voldoet:
Ongeveer 50% van de verbindingen van verticale en horizontale staven wordt gemaakt door lassen of heeft een starre verbinding (bouten, draadbinding);
Er wordt gezorgd voor elektrische continuïteit tussen de staalversterking van de verschillende prefab betonblokken en de wapening van de ter plaatse voorbereide betonblokken.
Het is niet nodig om horizontale banden aan te leggen als de metalen frames van het gebouw of de stalen wapening van gewapend beton als neerwaartse geleiders worden gebruikt.
3.2.3. Aardingsschakelaars
3.2.3.1. Algemene Overwegingen
In alle gevallen, met uitzondering van het gebruik van een afzonderlijke bliksemafleider, moet de aardgeleider voor bliksembeveiliging worden gecombineerd met de aardgeleiders van elektrische installaties en communicatieapparatuur. Als deze aardelektroden om technologische redenen moeten worden gescheiden, moeten ze worden gecombineerd tot een gemeenschappelijk systeem met behulp van een potentiaalvereffeningssysteem.
3.2.3.2. Speciaal aangelegde aardelektroden
Het is raadzaam om de volgende typen aardelektroden te gebruiken: een of meer circuits, verticale (of schuine) elektroden, radiaal divergerende elektroden of een aardcircuit op de bodem van de put, aardingsroosters.
Zwaar ingegraven grondelektroden zijn effectief als de soortelijke weerstand van de grond afneemt met de diepte en op grote diepte aanzienlijk minder blijkt te zijn dan ter hoogte van de gebruikelijke locatie.
Het verdient de voorkeur om de aardelektrode in de vorm van een extern circuit op een diepte van minimaal 0,5 m van het grondoppervlak en op een afstand van minimaal 1 m van de wanden te leggen. Aardelektroden moeten zich op een diepte van minimaal 0,5 m buiten het beschermde object bevinden en zo gelijkmatig mogelijk verdeeld zijn; Tegelijkertijd moeten we ernaar streven hun onderlinge afscherming tot een minimum te beperken.
De plaatsingsdiepte en het type aardelektroden zijn gekozen om minimale corrosie te garanderen, evenals mogelijk minder seizoensvariatie in de aardingsweerstand als gevolg van het drogen en bevriezen van de grond.
3.2.3.3. Natuurlijke aardelektroden
Onderling verbonden wapening van gewapend beton of andere ondergrondse metalen constructies die voldoen aan de vereisten van clausule 3.2.2.5 kunnen worden gebruikt als aardelektroden. Als wapening van gewapend beton wordt gebruikt als aardelektroden, worden er hogere eisen gesteld aan de plaatsen van de verbindingen om mechanische vernietiging van het beton te voorkomen. Bij gebruik van voorgespannen beton moet rekening worden gehouden met de mogelijke gevolgen van bliksemstroom, die onaanvaardbare mechanische spanningen kan veroorzaken.
3.2.4. Bevestigings- en verbindingselementen van de externe MZS
3.2.4.1. Bevestiging
Bliksemafleiders en neerwaartse geleiders zijn stevig bevestigd om breuk of losraken van de geleiders onder invloed van elektrodynamische krachten of willekeurige mechanische invloeden (bijvoorbeeld door een windvlaag of vallende sneeuw) te voorkomen.
3.2.4.2. Verbindingen
Het aantal aderaansluitingen wordt tot een minimum beperkt. Verbindingen worden gemaakt door lassen, solderen, insteken in een klemlip of vastschroeven is ook toegestaan.
3.3. SELECTIE VAN BLIKSEMRADS
3.3.1. Algemene Overwegingen
De keuze van het type en de hoogte van bliksemafleiders wordt gemaakt op basis van de vereiste betrouwbaarheidswaarden R z. Een object wordt als beschermd beschouwd als het geheel van al zijn bliksemafleiders een beveiligingsbetrouwbaarheid van minimaal biedt R z.
In alle gevallen wordt het beveiligingssysteem tegen directe blikseminslag zo gekozen dat zoveel mogelijk gebruik wordt gemaakt van natuurlijke bliksemafleiders, en als de bescherming die deze bieden onvoldoende is, in combinatie met speciaal geïnstalleerde bliksemafleiders.
Over het algemeen moet de selectie van bliksemafleiders worden gemaakt met behulp van geschikte computerprogramma's die in staat zijn beschermingszones te berekenen of de waarschijnlijkheid van een bliksemdoorbraak in een object (groep objecten) van elke configuratie met een willekeurige opstelling van vrijwel elk aantal bliksemafleiders van elke configuratie. verschillende types.
Als alle andere zaken gelijk blijven, kan de hoogte van bliksemafleiders worden verminderd als kabelconstructies worden gebruikt in plaats van staafconstructies, vooral wanneer ze langs de buitenomtrek van het object worden opgehangen.
Indien de bescherming van een object wordt verzorgd door de eenvoudigste bliksemafleiders (enkele staaf, enkele kabel, dubbele staaf, dubbele kabel, gesloten kabel), kunnen de afmetingen van de bliksemafleiders worden bepaald met behulp van de in deze norm gespecificeerde beschermingszones.
In het geval van bliksembeveiligingsontwerp voor een normaal voorwerp, Het is mogelijk om beschermingszones te bepalen aan de hand van de beschermende hoek of de rollende bolmethode in overeenstemming met de norm van de International Electrotechnical Commission (IEC 1024), op voorwaarde dat de ontwerpvereisten van de International Electrotechnical Commission strenger zijn dan de vereisten van deze instructies.
3.3.2. Typische beschermingszones voor bliksemafleiders en kabelbliksemafleiders
3.3.2.1. Beschermingszones van een bliksemafleider met één staaf
Standaard beschermingszone van een bliksemafleider met enkele staafhoogte H is een cirkelvormige kegel met hoogte H 0 < H, waarvan de bovenkant samenvalt met de verticale as van de bliksemafleider (Fig. 3.1). De afmetingen van de zone worden bepaald door twee parameters: de hoogte van de kegel H 0 en kegelradius op grondniveau R 0 .
De onderstaande rekenformules (Tabel 3.4) zijn geschikt voor bliksemafleiders met een hoogte tot 150 m. Voor hogere bliksemafleiders dient een speciale rekenmethode te worden gebruikt.
Tabel 3.4 - Berekening van de beschermingszone van een bliksemafleider met één staaf
| Betrouwbaarheid van bescherming P z | Bliksemafleider hoogte H, M | Kegel hoogte H 0, m | Kegel straal R 0, m |
| van 100 tot 150 | H |
||
| van 30 tot 100 | H |
||
| van 100 tot 150 | H | ||
| van 30 tot 100 | H | H |
|
| van 100 tot 150 | H | H |
Figuur 3.1 - Beschermingszone van een enkele bliksemafleider
Voor de beschermingszone van de vereiste betrouwbaarheid (Fig. 3.1), de straal van het horizontale gedeelte rx op de hoogte hx bepaald door de formule:
. (3.1)
3.3.2.2. Beschermingszones van een bliksemafleider met enkele kabel
Standaard beschermingszones voor een bliksemafleider met enkele kabel met een hoogte van H begrensd door symmetrische gevelvlakken die in verticale doorsnede een gelijkbenige driehoek vormen met de top op de hoogte H 0 < H en basis op grondniveau 2 R 0 (Afb. 3.2).
De onderstaande rekenformules (Tabel 3.5) zijn geschikt voor bliksemafleiders met een hoogte tot 150 m. Voor grotere hoogten moet speciale software worden gebruikt. Hier en hieronder H verwijst naar de minimale hoogte van de kabel boven het maaiveld (rekening houdend met doorbuiging).
Halve breedte rx beschermingszones met de vereiste betrouwbaarheid (Fig. 3.2) op hoogte hx vanaf het aardoppervlak wordt bepaald door de uitdrukking:
. (3.2)
Figuur 3.2 - Beschermingszone van een bliksemafleider met enkele kabel
Als het nodig is om het beschermde volume uit te breiden, kunnen beschermingszones voor dragende steunen worden toegevoegd aan de uiteinden van de beschermingszone van de bovenleiding zelf, die worden berekend met behulp van de formules voor bliksemafleiders met één staaf in de tabel. 3.4. In het geval van grote kabeldoorbuigingen, bijvoorbeeld in de buurt van bovengrondse hoogspanningslijnen, wordt aanbevolen om de gegarandeerde kans op een bliksemdoorbraak te berekenen met behulp van softwaremethoden, omdat het aanleggen van beschermingszones op basis van de minimale kabelhoogte in de overspanning tot ongerechtvaardigde kosten kan leiden. .
Tabel 3.5 - Berekening van de beschermingszone van een bliksemafleider met enkele kabel
| Betrouwbaarheid van bescherming P z | Bliksemafleider hoogte H, M | Kegel hoogte H 0, m | Kegel straal R 0, m |
| van 30 tot 100 | H |
||
| van 100 tot 150 | H |
||
| van 30 tot 100 | H | H |
|
| van 100 tot 150 | H | H |
3.3.2.3. Beschermingszones van bliksemafleider met dubbele staaf
Een bliksemafleider wordt als dubbel beschouwd als de afstand tussen de bliksemafleiders groter is L L
Configuratie van verticale en horizontale secties van standaardbeschermingszones van een bliksemafleider met dubbele staaf (hoogte H en afstand L tussen bliksemafleiders) wordt getoond in Fig. 3.3. Constructie van de buitenste gebieden van dubbele bliksemafleiderzones (halve kegels met afmetingen H 0 , R 0) is gemaakt volgens de formules van tabel 3.6 voor bliksemafleiders.
Figuur 3.3 - Beschermingszone van een bliksemafleider met dubbele staaf
H 0 en H s, waarvan de eerste de maximale hoogte van de zone direct bij de bliksemafleiders instelt, en de tweede - de minimale hoogte van de zone in het midden tussen de bliksemafleiders. Wanneer de afstand tussen bliksemafleiders L £ L c de zonegrens heeft geen doorbuiging ( H c = H 0). Voor afstanden L met £ L³ L m ah hoogte H Met bepaald door de uitdrukking
. (3.3)
L m ah en L c worden berekend met behulp van de empirische formules in Tabel. 3.6, geschikt voor bliksemafleiders met een hoogte tot 150 m. Voor bliksemafleiders op grotere hoogte dient speciale software gebruikt te worden.
De afmetingen van de horizontale secties van de zone worden berekend met behulp van de volgende formules, die gelden voor alle niveaus van beveiligingsbetrouwbaarheid:
maximale halve breedte van de zone rx in horizontale doorsnede op hoogte hx:
; (3.4)
horizontale sectielengte l x aan hoogte hx ³ H Met:
en bij hx < H Met l x = L/2;
horizontale sectiebreedte in het midden tussen bliksemafleiders 2 r cx op de hoogte hx £ H Met:
. (3.6)
Tabel 3.6 - Berekening van parameters van de beschermingszone van een bliksemafleider met dubbele staaf
| Betrouwbaarheid van bescherming P z | Bliksemafleider hoogte H, M | L maximaal, m | L s, m |
| van 30 tot 100 | H | ||
| van 100 tot 150 | |||
| van 30 tot 100 | H | H |
|
| van 100 tot 150 | |||
| van 30 tot 100 | H | H |
|
| van 100 tot 150 |
3.3.2.4. Beschermingszones van bliksemafleider met dubbele kabel
Een bliksemafleider wordt als dubbel beschouwd als de afstand tussen de kabels gelijk is L de grenswaarde niet overschrijdt L m ah. Anders worden beide bliksemafleiders als afzonderlijk beschouwd.
Configuratie van verticale en horizontale secties van standaard beschermingszones van een dubbele bovenleiding bliksemafleider (hoogte H en afstand tussen kabels L) is te zien in afb. 3.4. Constructie van externe zones van zones (twee enkelvoudige oppervlakken met afmetingen H 0 , r ongeveer) wordt geproduceerd volgens de formules van Tabel 3.5 voor bliksemafleiders met één kabel.
De afmetingen van de interne gebieden worden bepaald door de parameters H 0 en H s, waarvan de eerste de maximale hoogte van de zone direct naast de kabels instelt, en de tweede - de minimale hoogte van de zone in het midden tussen de kabels. Wanneer de afstand tussen de kabels L £ L c de zonegrens heeft geen doorbuiging ( H c = H 0). Voor afstanden L met £ L³ L m ah hoogte H Met bepaald door de uitdrukking
. (3.7)
Figuur 3.4 - Beschermingszone bliksemafleider met dubbele kabel
De maximale afstanden die daarin zijn opgenomen L maximaal en L c worden berekend met behulp van de empirische formules in Tabel. 3.7, geschikt voor kabels met een ophanghoogte tot 150 m. Voor grotere hoogtes van bliksemafleiders dient speciale software gebruikt te worden.
Lengte van het horizontale gedeelte van de beschermingszone op hoogte hx bepaald door de formules:
Bij . (3,8)
Om het beschermde volume uit te breiden, kan een beschermingszone van steunen die kabels dragen, worden gesuperponeerd op de zone van een bliksemafleider met dubbele kabel, die is gebouwd als een zone van een bliksemafleider met dubbele staaf, als de afstand L minder tussen steunen L m ah, berekend met behulp van de formules in de tabel. 3.6. Anders moeten de steunen worden beschouwd als afzonderlijke bliksemafleiders.
Wanneer de kabels niet parallel lopen of verschillende hoogtes hebben, of hun hoogte varieert over de overspanning, moet speciale software worden gebruikt om de betrouwbaarheid van hun bescherming te beoordelen. Het wordt ook aanbevolen om hetzelfde te doen bij grote doorbuiging van kabels in de overspanning om onnodige reserves voor de betrouwbaarheid van de bescherming te vermijden.
Tabel 3.7 - Berekening van parameters van de beschermingszone van een bliksemafleider met dubbele bovenleiding
| Betrouwbaarheid van bescherming P z | Bliksemafleider hoogte H, M | L maximaal, m | L s, m |
| van 30 tot 100 | H |
||
| van 100 tot 150 | H | H |
|
| van 30 tot 100 | H | H |
|
| van 100 tot 150 | H | H |
3.3.2.5 Beschermingszones van een gesloten bovenleidingbliksemafleider
De berekeningsformules van artikel 3.3.2.5 kunnen worden gebruikt om de hoogte van de ophanging te bepalen van een bliksemafleider met gesloten kabel, ontworpen om objecten met de vereiste betrouwbaarheid te beschermen H 0 < 30 m, gelegen op een rechthoekig terrein S 0 in het interne volume van de zone met een minimale horizontale verplaatsing tussen de bliksemafleider en het object gelijk aan D(Afb. 3.5). Met de hoogte van de kabelophanging wordt bedoeld de minimale afstand van de kabel tot het aardoppervlak, rekening houdend met mogelijke doorbuiging in het zomerseizoen.
Figuur 3.5 - Beschermingszone gesloten kabel bliksemafleider
Voor berekening H de gebruikte uitdrukking:
H = A+ B×h 0 , (3,9)
waarin de constanten A En IN worden bepaald afhankelijk van het beveiligingsniveau met behulp van de volgende formules:
a) betrouwbaarheid van de bescherming P3 = 0,99
b) betrouwbaarheid van de bescherming P3 = 0,999
De berekende relaties zijn geldig wanneer D> 5 m. Het werken met kleinere horizontale verplaatsingen van de kabel is niet aan te raden vanwege de grote kans op omgekeerde bliksemoverlappingen van de kabel naar het beschermde object. Om economische redenen worden bliksemafleiders met gesloten bovenleiding niet aanbevolen als de vereiste beveiligingsbetrouwbaarheid minder dan 0,99 bedraagt.
Als de hoogte van het object groter is dan 30 m, wordt de hoogte van de gesloten draadbliksemafleider softwarematig bepaald. Hetzelfde moet worden gedaan voor een gesloten contour met een complexe vorm.
Na het selecteren van de hoogte van bliksemafleiders op basis van hun beschermingszones, wordt aanbevolen om de werkelijke waarschijnlijkheid van een doorbraak te controleren met behulp van computerhulpmiddelen, en in het geval van een grote betrouwbaarheidsmarge een aanpassing uit te voeren door een lagere hoogte van bliksemafleiders in te stellen.
Hieronder vindt u de regels voor het bepalen van beschermingszones voor objecten tot 60 m hoogte, zoals vastgelegd in de IEC-norm (IEC 1024-1-1). Bij het ontwerpen kan elke beschermingsmethode worden gekozen, maar de praktijk toont aan dat het raadzaam is om individuele methoden te gebruiken in de volgende gevallen:
de beschermende hoekmethode wordt gebruikt voor constructies met een eenvoudige vorm of voor kleine delen van grote constructies;
fictieve bolmethode, geschikt voor structuren met een complexe vorm;
Het gebruik van een beschermend gaas is in het algemeen en vooral voor oppervlaktebescherming aan te raden.
In tafel 3.8 voor beschermingsniveaus I - IV worden de waarden van de hoeken aan de bovenkant van de beschermingszone, de stralen van de fictieve bol, evenals de maximaal toegestane rastercelsteek gegeven.
Tabel 3.8 - Parameters voor het berekenen van bliksemafleiders volgens IEC-aanbevelingen
| Beschermingsniveau | Straal van de fictieve bol R, M | Hoek A° , aan de bovenkant van de bliksemafleider voor gebouwen van verschillende hoogtes H, M | Rastercelafstand, m |
|||
| *In deze gevallen zijn alleen meshes of fictieve bollen van toepassing. |
||||||
Bliksemafleiders, masten en kabels worden zo geplaatst dat alle delen van de constructie zich in de beschermingszone bevinden, gevormd onder een hoek a met de verticaal. De beschermhoek wordt gekozen volgens de tabel. 3.8, en H is de hoogte van de bliksemafleider boven het oppervlak dat zal worden beschermd.
De beschermende hoekmethode wordt niet gebruikt als H groter dan de straal van de fictieve bol gedefinieerd in de tabel. 3.8 voor het juiste beschermingsniveau.
De fictieve bolmethode wordt gebruikt om de beschermingszone voor een deel of gebieden van een constructie te bepalen wanneer, volgens Tabel. 3.4 is de bepaling van de beschermingszone door de beschermende hoek uitgesloten. Een object wordt als beschermd beschouwd als de fictieve bol, die het oppervlak van de bliksemafleider raakt en het vlak waarop deze is geïnstalleerd, geen gemeenschappelijke punten heeft met het beschermde object.
Het gaas beschermt het oppervlak als aan de volgende voorwaarden wordt voldaan:
de gaasgeleiders lopen langs de rand van het dak, het dak reikt verder dan de totale afmetingen van het gebouw;
de maasgeleider loopt langs de daknok als de dakhelling groter is dan 1/10;
de zijvlakken van de constructie op niveaus hoger dan de straal van de fictieve bol (zie Tabel 3.8) worden beschermd door bliksemafleiders of gaas;
De afmetingen van de rastercellen zijn niet groter dan die in de tabel. 3,8;
het rooster is zo gemaakt dat de bliksemstroom altijd minimaal twee verschillende paden naar de aardelektrode heeft; er mogen geen metalen delen buiten de buitencontouren van het gaas uitsteken.
De netgeleiders moeten zo ver mogelijk langs de kortste paden worden gelegd.
3.3.4. Bescherming van elektrische metalen kabeltransmissielijnen van backbone- en intrazonale communicatienetwerken
3.3.4.1. Bescherming van nieuw ontworpen kabellijnen
Op nieuw ontworpen en gereconstrueerde kabellijnen van de hoofd- en intrazonale communicatienetwerken* moeten zonder mankeren beschermende maatregelen worden getroffen in die gebieden waar de waarschijnlijke schadedichtheid (het waarschijnlijke aantal gevaarlijke blikseminslagen) de toegestane limiet overschrijdt die is gespecificeerd in de tabel. . 3.9.
* Backbone-netwerken - netwerken voor het verzenden van informatie over lange afstanden;
intrazonale netwerken - netwerken voor het verzenden van informatie tussen regionale en districtscentra.
Tabel 3.9 - Toegestaan aantal gevaarlijke blikseminslagen per 100 km traject per jaar voor elektrische communicatiekabels
3.3.4.2. Bescherming van nieuwe lijnen die in de buurt van bestaande lijnen zijn aangelegd
Als de kabellijn die wordt ontworpen dicht bij een bestaande kabellijn wordt gelegd en het werkelijke aantal beschadigingen aan deze lijn tijdens bedrijf gedurende een periode van minimaal 10 jaar bekend is, dan moet bij het ontwerpen van kabelbescherming tegen blikseminslag de norm voor de toegestane Bij de schadedichtheid moet rekening worden gehouden met het verschil tussen de werkelijke en de berekende beschadigbaarheid van de bestaande kabellijn.
In dit geval de toegestane dichtheid N 0 schade aan de ontworpen kabellijn wordt gevonden door de toegestane dichtheid uit de tabel te vermenigvuldigen. 3,9 over de verhouding van de berekende n blz en feitelijk p f schadepercentages van een bestaande kabel door blikseminslag per 100 km traject per jaar:
.
3.3.4.3. Bescherming van bestaande kabellijnen
Op bestaande kabellijnen worden beschermende maatregelen genomen in die gebieden waar schade is opgetreden door blikseminslagen, en de lengte van het beschermde gebied wordt bepaald door de terreinomstandigheden (de lengte van een heuvel of een gebied met verhoogde bodemweerstand, enz.) , maar er wordt aangenomen dat ze zich op ten minste 100 m afstand van de schadelocatie bevinden. In deze gevallen is het noodzakelijk om bliksembeveiligingskabels in de grond te leggen. Als een kabellijn die al bescherming heeft, beschadigd is, wordt na het elimineren van de schade de staat van de bliksembeveiligingsapparatuur gecontroleerd en pas daarna wordt besloten om extra bescherming te installeren in de vorm van het leggen van kabels of het vervangen van de bestaande kabel door één. beter bestand tegen blikseminslagen. Beveiligingswerkzaamheden moeten onmiddellijk worden uitgevoerd nadat de bliksemschade is verholpen.
3.3.5. Bescherming van optische kabeltransmissielijnen van backbone- en intrazonale communicatienetwerken
3.3.5.1. Toegestaan aantal gevaarlijke blikseminslagen in optische lijnen van trunk- en intrazonale communicatienetwerken
Op de ontworpen optische kabeltransmissielijnen van de hoofd- en intrazonale communicatienetwerken zijn beschermende maatregelen tegen schade door blikseminslag verplicht in die gebieden waar het waarschijnlijke aantal gevaarlijke blikseminslagen (waarschijnlijke schadedichtheid) in de kabels het toegestane aantal overschrijdt in tafel. 3.10.
Tabel 3.10 - Toegestaan aantal gevaarlijke blikseminslagen per 100 km traject per jaar voor optische communicatiekabels
Bij het ontwerpen van transmissielijnen voor optische kabels is het de bedoeling om kabels te gebruiken met een bliksemweerstandscategorie die niet lager is dan die aangegeven in de tabel. 3.11, afhankelijk van het doel van de kabels en installatieomstandigheden. In dit geval kunnen bij het leggen van kabels in open gebieden uiterst zelden beschermende maatregelen nodig zijn, alleen in gebieden met een hoge bodemweerstand en verhoogde onweersbuien.
3.3.5.3. Bescherming van bestaande optische kabellijnen
Op bestaande optische kabeltransmissielijnen worden beschermende maatregelen uitgevoerd in die gebieden waar schade is opgetreden door blikseminslagen, en de lengte van het beschermde gebied wordt bepaald door de terreinomstandigheden (de lengte van een heuvel of een gebied met verhoogde bodemweerstand, enz. .), maar moet zich in elke richting ten minste 100 m van de schadelocatie bevinden. In deze gevallen is het noodzakelijk om te zorgen voor het leggen van beschermende draden.
Werkzaamheden aan het aanbrengen van beschermingsmaatregelen moeten onmiddellijk na het verhelpen van de bliksemschade worden uitgevoerd.
3.3.6. Bescherming tegen blikseminslag van elektrische en optische communicatiekabels die in bevolkte gebieden zijn aangelegd
Bij het leggen van kabels in een bevolkt gebied, behalve bij het kruisen en naderen van bovengrondse lijnen met een spanning van 110 kV en hoger, wordt geen bescherming tegen blikseminslag geboden.
3.3.7. Bescherming van kabels die langs de rand van het bos zijn gelegd, in de buurt van geïsoleerde bomen, steunen, masten
Bescherming van communicatiekabels die langs de rand van een bos zijn gelegd, evenals in de buurt van objecten met een hoogte van meer dan 6 m (vrijstaande bomen, communicatielijnsteunen, elektriciteitskabels, bliksemafleidermasten, enz.) wordt geboden als de afstand tussen de kabel en het object (of het ondergrondse deel ervan) kleiner dan de afstanden aangegeven in de tabel. 3.12 voor verschillende waarden van aardweerstand.
Tabel 3.12 - Toegestane afstanden tussen de kabel en de aardlus (steun)
4. BESCHERMING TEGEN SECUNDAIRE IMPACT VAN BLIKSEM
4.1. ALGEMENE BEPALINGEN
Hoofdstuk 4 beschrijft de basisprincipes van bescherming tegen secundaire effecten van bliksem van elektrische en elektronische systemen, rekening houdend met de IEC-aanbevelingen (IEC 61312-normen). Deze systemen worden gebruikt in veel industrieën waar tamelijk complexe en dure apparatuur wordt gebruikt. Ze zijn gevoeliger voor bliksem dan apparaten van eerdere generaties, dus er moeten speciale maatregelen worden genomen om ze te beschermen tegen de gevaarlijke gevolgen van bliksem.
4.2. ZONES VOOR BESCHERMING TEGEN BLIKSEMINSLAG
De ruimte waarin elektrische en elektronische systemen zich bevinden, moet worden verdeeld in zones met verschillende mate van bescherming. De zones worden gekenmerkt door een significante verandering in elektromagnetische parameters aan de grenzen. Over het algemeen geldt: hoe hoger het zonenummer, hoe lager de waarden van de parameters van elektromagnetische velden en spanningsstromen in de zoneruimte.
Zone 0 is de zone waar elk object wordt blootgesteld aan een directe blikseminslag, en daarom de volledige bliksemstroom er doorheen kan stromen. In dit gebied heeft het elektromagnetische veld zijn maximale waarde.
Zone 0 E is een zone waar objecten niet onderhevig zijn aan directe blikseminslagen, maar het elektromagnetische veld niet wordt verzwakt en ook een maximale waarde heeft.
Zone 1 - een zone waar objecten niet onderhevig zijn aan directe blikseminslagen en de stroom in alle geleidende elementen binnen de zone minder is dan in zone 0 E; in dit gebied kan het elektromagnetische veld worden verzwakt door afscherming.
Andere zones - deze zones worden ingesteld als verdere reductie van de stroom en/of verzwakking van het elektromagnetische veld vereist is; vereisten voor zoneparameters worden bepaald in overeenstemming met de vereisten voor de bescherming van verschillende zones van de faciliteit.
De algemene principes van het verdelen van de beschermde ruimte in bliksembeveiligingszones worden getoond in Fig. 4.1.
Figuur 4.1 - Impactbeschermingszones bliksem
Aan de grenzen van zones moeten maatregelen worden genomen om alle metalen elementen en communicatie die de grens oversteken af te schermen en te verbinden.
Twee ruimtelijk gescheiden zones 1 kunnen via een afgeschermde verbinding een gemeenschappelijke zone vormen (Fig. 4.2).
Figuur 4.2 - Twee zones combineren
4.3. BESCHERMING
Afscherming is de belangrijkste methode om elektromagnetische interferentie te verminderen.
De metalen structuur van een bouwconstructie wordt gebruikt of kan worden gebruikt als scherm. Een dergelijke schermconstructie wordt bijvoorbeeld gevormd door de stalen wapening van het dak, de wanden, de vloeren van het gebouw, maar ook metalen delen van het dak, de gevels, stalen kozijnen en roosters. Deze afschermingsstructuur vormt een elektromagnetisch schild met openingen (door ramen, deuren, ventilatieopeningen, maasafstanden in de wapening, sleuven in de metalen gevel, openingen voor elektriciteitsleidingen, etc.). Om de invloed van elektromagnetische velden te verminderen, worden alle metalen elementen van het object elektrisch gecombineerd en verbonden met het bliksembeveiligingssysteem (Fig. 4.3).
Figuur 4.3 - Ruimtelijk scherm gemaakt van stalen wapening
Als kabels tussen aangrenzende objecten lopen, worden de aardelektroden van laatstgenoemde aangesloten om het aantal parallelle geleiders te vergroten en daardoor de stromen in de kabels te verminderen. Aan deze eis wordt goed voldaan door een aardingssysteem in de vorm van een rooster. Om geïnduceerde interferentie te verminderen, kunt u het volgende gebruiken:
externe afscherming;
rationeel leggen van kabellijnen;
afscherming van stroom- en communicatielijnen.
Al deze activiteiten kunnen tegelijkertijd worden uitgevoerd.
Als er zich binnen de beschermde ruimte afgeschermde kabels bevinden, zijn hun afschermingen aan beide uiteinden en aan de zonegrenzen verbonden met het bliksembeveiligingssysteem.
Kabels die van het ene object naar het andere lopen, worden over de hele lengte gelegd in metalen buizen, gaasdozen of dozen van gewapend beton met gaasversterking. Metalen elementen van leidingen, kanalen en kabelschermen worden aangesloten op de aangegeven gemeenschappelijke objectbussen. Metalen dozen of trays mogen niet worden gebruikt als de kabelafschermingen bestand zijn tegen de verwachte bliksemstroom.
4.4. VERBINDINGEN
Verbindingen van metalen elementen zijn nodig om het potentiaalverschil daartussen binnen het beschermde object te verkleinen. Verbindingen die zich binnen de beschermde ruimte bevinden en de grenzen van bliksembeveiligingszones van metalen elementen en systemen overschrijden, worden gemaakt aan de grenzen van de zones. Verbindingen moeten worden gemaakt met behulp van speciale geleiders of klemmen en, indien nodig, overspanningsbeveiligingen.
4.4.1. Verbindingen op zonegrenzen
Alle geleiders die van buitenaf de faciliteit binnenkomen, zijn aangesloten op het bliksembeveiligingssysteem.
Als externe geleiders, stroomkabels of communicatiekabels op verschillende punten de faciliteit binnenkomen en er dus meerdere gemeenschappelijke rails zijn, worden deze langs de kortste weg verbonden met een gesloten aardlus of structuurversterking en metalen buitenbekleding (indien aanwezig). Als er geen gesloten aardlus is, zijn deze gemeenschappelijke bussen verbonden met individuele aardelektroden en verbonden door een buitenste ringgeleider of gebroken ring. Als externe geleiders een bovengrondse faciliteit binnenkomen, worden de gemeenschappelijke rails aangesloten op een horizontale ringgeleider binnen of buiten de muren. Deze geleider is op zijn beurt verbonden met de onderste geleiders en fittingen.
Geleiders en kabels die de faciliteit op grondniveau binnenkomen, worden aanbevolen om te worden aangesloten op een bliksembeveiligingssysteem op hetzelfde niveau. De gemeenschappelijke stroomrail op het punt waar de kabel het gebouw binnenkomt, bevindt zich zo dicht mogelijk bij de aardelektrode en de structuurversterking waarmee deze is verbonden.
De ringgeleider wordt elke 5 m aangesloten op fittingen of andere afschermingselementen, zoals metalen bekleding. De minimale doorsnede van koperen of gegalvaniseerde stalen elektroden is 50 mm 2.
Algemene rails voor objecten met informatiesystemen, waarbij naar verwachting de invloed van bliksemstromen tot een minimum wordt beperkt, moeten zijn vervaardigd uit metalen platen met een groot aantal aansluitingen op fittingen of andere afschermingselementen.
Voor contactaansluitingen en ovdie zich op de grenzen van zones 0 en 1 bevinden, worden de huidige parameters gespecificeerd in de tabel geaccepteerd. 2.3. Als er meerdere geleiders zijn, moet rekening worden gehouden met de verdeling van de stromen langs de geleiders.
Voor geleiders en kabels die een object op grondniveau binnendringen, wordt beoordeeld welk deel van de bliksemstroom zij geleiden.
De doorsneden van de aansluitgeleiders worden bepaald volgens de tabel. 4.1 en 4.2. Tabel 4.1 wordt gebruikt als meer dan 25% van de bliksemstroom door het geleidende element stroomt, en tabel 4.2 - als minder dan 25%.
Tabel 4.1 - Dwarsdoorsneden van geleiders waardoor het grootste deel van de lijnstroom stroomt
Tabel 4.2 - Dwarsdoorsneden van geleiders waar een klein deel van de lijnstroom doorheen vloeit
Het ois zo geselecteerd dat het een deel van de bliksemstroom kan weerstaan, overspanningen kan beperken en de begeleidende stromen na de hoofdimpulsen kan afsluiten.
Maximale overspanning U m ah bij de ingang van de faciliteit wordt gecoördineerd met de houdspanning van het systeem.
Waarderen U m ah werd tot een minimum beperkt, de lijnen zijn met geleiders van minimale lengte op de gemeenschappelijke bus aangesloten.
Op deze grenzen zijn alle geleidende elementen, zoals kabellijnen, die de grenzen van bliksembeveiligingszones overschrijden, met elkaar verbonden. De verbinding wordt gemaakt op een gemeenschappelijke bus, waarop ook afschermingen en andere metalen elementen (bijvoorbeeld apparatuurbehuizingen) zijn aangesloten.
Voor terminals en ovworden de huidige nominale waarden van geval tot geval beoordeeld. De maximale overspanning bij elke grens wordt gecoördineerd met de weerstandsspanning van het systeem. Ook overspanningsbeveiligingen aan de grenzen van verschillende zones worden op energiekarakteristieken afgestemd.
4.4.2. Verbindingen binnen het beveiligde volume
Alle interne geleidende elementen van aanzienlijke omvang, zoals liftgeleiders, kranen, metalen vloeren, metalen deurkozijnen, buizen, kabelgoten, zijn langs de kortste weg verbonden met het dichtstbijzijnde gemeenschappelijke stroomrail of ander gemeenschappelijk verbindingselement. Extra aansluitingen van geleidende elementen zijn eveneens wenselijk.
De doorsneden van de aansluitgeleiders zijn aangegeven in de tabel. 4.2. Er wordt aangenomen dat slechts een klein deel van de bliksemstroom door de verbindingsgeleiders gaat.
Alle open geleidende delen van informatiesystemen zijn verbonden in één netwerk. In bijzondere gevallen mag een dergelijk netwerk geen verbinding hebben met de aardelektrode.
Er zijn twee manieren om metalen onderdelen van informatiesystemen, zoals behuizingen, omhulsels of frames, aan te sluiten op de aardelektrode.
De eerste basisconfiguratie van verbindingen, gemaakt in de vorm van een radiaal systeem of in een raster.
Bij gebruik van een radiaal systeem zijn alle metalen onderdelen volledig geïsoleerd van de aardelektrode, behalve het enkele verbindingspunt ermee. Typisch wordt een dergelijk systeem gebruikt voor relatief kleine objecten, waarbij alle elementen en kabels op één punt het object binnenkomen.
Het radiale aardingssysteem is slechts op één punt verbonden met het algemene aardingssysteem (Fig. 4.4). In dit geval moeten alle leidingen en kabels tussen apparatuureenheden evenwijdig aan de steraardgeleiders worden gelegd om inductielussen te verminderen. Dankzij aarding op één punt komen laagfrequente stromen die optreden tijdens een blikseminslag niet in het informatiesysteem terecht. Bovendien veroorzaken bronnen van laagfrequente interferentie binnen het informatiesysteem geen stromen in het aardingssysteem. Draden worden uitsluitend op het centrale punt van het potentiaalvereffeningssysteem in de beveiligingszone gestoken. Het opgegeven gemeenschappelijke punt is tevens het beste aansluitpunt vooren.
Figuur 4.4 - Aansluitschema van voedings- en communicatiedraden met een stervormig potentiaalvereffeningssysteem
Bij gebruik van een gaas zijn de metalen delen ervan niet geïsoleerd van het algemene aardingssysteem (Fig. 4.5). Het elektriciteitsnet is op veel punten aangesloten op het totale systeem. Mesh wordt doorgaans gebruikt voor lange open systemen waarbij apparatuur is verbonden door een groot aantal verschillende lijnen en kabels en waar deze op verschillende punten de faciliteit binnenkomen. In dit geval heeft het hele systeem een lage weerstand op alle frequenties. Bovendien verzwakt een groot aantal kortgesloten rasterlussen het magnetische veld nabij het informatiesysteem. Apparaten in de beveiligingszone zijn via meerdere geleiders over de kortste afstanden met elkaar verbonden, evenals met de metalen delen van de beveiligingszone en de zoneafscherming. In dit geval wordt maximaal gebruik gemaakt van de metalen onderdelen die in het apparaat aanwezig zijn, zoals fittingen in de vloer, wanden en dak, metalen roosters, metalen apparatuur voor niet-elektrische doeleinden, zoals leidingen, ventilatie en kabelgoten.
Figuur 4.5 - Meshontwerp van het potentiaalvereffeningssysteem
Zowel radiale als mesh-configuraties kunnen worden gecombineerd tot een compleet systeem, zoals weergegeven in Fig. 4.6. Meestal, hoewel dit niet nodig is, wordt de aansluiting van het lokale aardingsnetwerk op het algemene systeem uitgevoerd aan de grens van de bliksembeveiligingszone.
Figuur 4.6 - Geïntegreerde implementatie van het potentiaalvereffeningssysteem
4.5. AARDING
De hoofdtaak van een geaard bliksembeveiligingsapparaat is om zoveel mogelijk bliksemstroom (50% of meer) naar de grond af te leiden. De rest van de stroom verspreidt zich via communicatie die geschikt is voor het gebouw (kabelmantels, watertoevoerleidingen, enz.). In dit geval ontstaan er geen gevaarlijke spanningen op de aardelektrode zelf. Deze taak wordt uitgevoerd door een gaassysteem onder en rond het gebouw. De aardgeleiders vormen een maaslus die de betonwapening aan de onderkant van de fundering verbindt. Dit is een gebruikelijke methode om een elektromagnetisch schild aan de onderkant van een gebouw te creëren. De ringgeleider rond het gebouw en/of in het beton aan de omtrek van de fundering is verbonden met het aardingssysteem door middel van aardgeleiders, doorgaans om de 5 m. Op de gespecificeerde ringgeleiders kan een externe aardgeleider worden aangesloten.
De betonversterking aan de onderkant van de fundering is aangesloten op het aardingssysteem. De wapening moet een netwerk vormen dat is aangesloten op het aardingssysteem, meestal om de 5 meter.
Gegalvaniseerd staalgaas met een maaswijdte van typisch 5 m kan worden gebruikt, gelast of mechanisch bevestigd aan de wapeningsstaven, meestal om de 1 m. De uiteinden van de gaasgeleiders kunnen dienen als aardgeleiders voor de verbindingsstrips. In afb. 4.7 en 4.8 tonen voorbeelden van een gaasaardingsapparaat.
Door de verbinding tussen de aardelektrode en het verbindingssysteem ontstaat een aardingssysteem. De hoofdtaak van het aardingssysteem is het verkleinen van het potentiaalverschil tussen alle punten van het gebouw en de apparatuur. Dit probleem wordt opgelost door een groot aantal parallelle paden voor bliksemstromen en geïnduceerde stromen te creëren, waardoor een netwerk ontstaat met lage weerstand over een breed frequentiebereik. Meerdere en parallelle paden hebben verschillende resonantiefrequenties. Meerdere circuits met frequentieafhankelijke impedanties creëren één enkel netwerk met lage impedantie voor interferentie in het beschouwde spectrum.
1 - netwerk van verbindingen; 2 - aardelektrode
Figuur 4.7 - Mesh-aardgeleider van het gebouw
1 - gebouwen; 2 - toren; 3 - uitrusting; 4 - kabelgoot
Figuur 4.8 - Mesh-aardgeleider voor productiefaciliteiten
4.6. OVERSPANINGSBEVEILIGINGEN
Ov(SPD's) worden geïnstalleerd op het punt waar de stroomvoorziening, besturings-, communicatie- en telecommunicatielijnen de grens van twee afschermingszones overschrijden. SPD's zijn gecoördineerd om een aanvaardbare belastingsverdeling tussen hen te bereiken in overeenstemming met hun weerstand tegen vernietiging, en om de kans op vernietiging van de beschermde apparatuur onder invloed van bliksemstroom te verkleinen (Fig. 4.9).
Het wordt aanbevolen om de stroom- en communicatielijnen die het gebouw binnenkomen met één bus te verbinden en hun SPD's zo dicht mogelijk bij elkaar te plaatsen. Dit is vooral belangrijk in gebouwen gemaakt van niet-afschermend materiaal (hout, baksteen, enz.). SPD's worden zo geselecteerd en geïnstalleerd dat de bliksemstroom hoofdzakelijk wordt afgevoerd naar het aardingssysteem aan de grens van zones 0 en 1.
Figuur 4.9 - Voorbeeld van installatie van een SPD in een gebouw
Omdat de energie van de bliksemstroom grotendeels op de aangegeven grens wordt gedissipeerd, beschermen daaropvolgende SPD's alleen tegen de resterende energie en de effecten van het elektromagnetische veld in zone 1. Voor de beste bescherming tegen overspanningen worden korte verbindingsgeleiders, leidingen en kabels gebruikt bij het installeren van SPD's.
Op basis van de vereisten voor isolatiecoördinatie in stroominstallaties en de schadebestendigheid van de beschermde apparatuur, is het noodzakelijk om een spanningsniveau van de SPD onder de maximale waarde te selecteren, zodat de impact op de beschermde apparatuur altijd onder de toegestane spanning ligt. Als het niveau van weerstand tegen schade niet bekend is, moet een indicatief of testniveau worden gebruikt. Het aantal SPD's in het beveiligde systeem hangt af van de weerstand van de beschermde apparatuur tegen schade en de kenmerken van de SPD's zelf.
4.7. BESCHERMING VAN APPARATUUR IN BESTAANDE GEBOUWEN
Het toenemende gebruik van geavanceerde elektronische apparatuur in bestaande gebouwen vereist een betere bescherming tegen bliksem en andere elektromagnetische interferentie. Er wordt rekening mee gehouden dat in bestaande gebouwen de noodzakelijke bliksembeveiligingsmaatregelen worden geselecteerd, rekening houdend met de kenmerken van het gebouw, zoals structurele elementen, bestaande stroom- en informatieapparatuur.
De behoefte aan beschermende maatregelen en de selectie ervan worden bepaald op basis van de initiële gegevens die worden verzameld in de fase van het pre-ontwerponderzoek. Een geschatte lijst van dergelijke gegevens wordt gegeven in de tabel. 4,3 - 4,6.
Tabel 4.3 - Eerste gegevens over het gebouw en de omgeving
| Kenmerkend |
|
| Bouwmateriaal - metselwerk, baksteen, hout, gewapend beton, stalen frame |
|
| Eén gebouw, of meerdere losse blokken met een groot aantal aansluitingen |
|
| Laag en vlak of hoog gebouw (bouwafmetingen) |
|
| Zijn de armaturen door het hele gebouw aangesloten? |
|
| Is de metalen bekleding elektrisch aangesloten? |
|
| Afmetingen vensters |
|
| Is er een extern bliksembeveiligingssysteem? |
|
| Type en kwaliteit van extern bliksembeveiligingssysteem |
|
| Grondsoort (steen, aarde) |
|
| Geaarde elementen van aangrenzende gebouwen (hoogte, afstand tot hen) |
Tabel 4.4 - Initiële gegevens over apparatuur
Tabel 4.5 - Kenmerken van apparatuur
Tabel 4.6 - Overige gegevens over de keuze van het beveiligingsconcept
Gebaseerd op de risicoanalyse en de gegevens in de bovenstaande tabel. 4.3 - 4.6 wordt een beslissing genomen over de noodzaak om een bliksembeveiligingssysteem te bouwen of te reconstrueren.
4.7.1. Beveiligingsmaatregelen bij gebruik van een extern bliksembeveiligingssysteem
De hoofdtaak is het vinden van een optimale oplossing om het externe bliksembeveiligingssysteem en andere maatregelen te verbeteren.
Verbetering van het externe bliksembeveiligingssysteem wordt bereikt:
1) opname van de externe metalen bekleding en het dak van het gebouw in het bliksembeveiligingssysteem;
2) het gebruik van extra geleiders als de fittingen over de gehele hoogte van het gebouw zijn aangesloten - van het dak via de muren tot de aarding van het gebouw;
3) het verkleinen van de openingen tussen metaalafdalingen en het verkleinen van de steek van de bliksemafleidercel;
4) installatie van verbindingsstrips (flexibele platte geleiders) op de verbindingen tussen aangrenzende maar structureel gescheiden blokken; de afstand tussen de rijstroken moet de helft zijn van de afstand tussen de hellingen;
5) een verlengde draad verbinden met individuele blokken van het gebouw; Meestal zijn aansluitingen op elke hoek van de kabelgoot nodig en worden de verbindingsstrips zo kort mogelijk gehouden;
6) bescherming door afzonderlijke bliksemafleiders aangesloten op een algemeen bliksembeveiligingssysteem, als metalen delen van het dak bescherming nodig hebben tegen een directe blikseminslag; De bliksemafleider moet zich op een veilige afstand van het gespecificeerde element bevinden.
4.7.2. Beschermende maatregelen bij het gebruik van kabels
Effectieve maatregelen om overspanningen te verminderen zijn het rationeel leggen en afschermen van kabels. Deze maatregelen zijn des te belangrijker naarmate de afscherming van het externe bliksembeveiligingssysteem minder is.
Grote lussen kunnen worden vermeden door stroomkabels en afgeschermde communicatiekabels samen te laten lopen. Het scherm wordt aan beide uiteinden met de apparatuur verbonden.
Eventuele extra afscherming, zoals het leggen van draden en kabels in metalen buizen of bakken tussen verdiepingen, vermindert de impedantie van het totale verbindingssysteem. Deze maatregelen zijn het belangrijkst voor hoge of grote gebouwen, of wanneer apparatuur bijzonder betrouwbaar moet werken.
De voorkeurslocaties voor installatie van de SPD zijn respectievelijk de grenzen van zones 0/1 en zones 0/1/2, gelegen bij de ingang van het gebouw.
In de regel wordt het gemeenschappelijke netwerk van verbindingen in de bedrijfsmodus niet gebruikt als retourgeleider van een stroom- of informatiecircuit.
4.7.3. Voorzorgsmaatregelen bij het gebruik van antennes en andere apparatuur
Voorbeelden van dergelijke apparatuur zijn verschillende externe apparaten zoals antennes, meteorologische sensoren, bewakingscamera's voor buiten, buitensensoren in industriële installaties (druk, temperatuur, debiet, klepstandsensoren, enz.) en alle andere elektrische, elektronische en radioapparatuur die is geïnstalleerd extern op een gebouw, mast of industriële tank.
Indien mogelijk wordt de bliksemafleider zo geïnstalleerd dat de apparatuur beschermd is tegen directe blikseminslag. Individuele antennes worden om technologische redenen volledig open gelaten. Sommige hebben ingebouwde bliksembeveiligingssystemen en zijn zonder schade bestand tegen blikseminslagen. Bij andere, minder robuuste antennetypen is mogelijk de installatie van een SPD op de voedingskabel vereist om te voorkomen dat bliksemstroom via de antennekabel naar de ontvanger of zender loopt. Als er een extern bliksembeveiligingssysteem aanwezig is, worden de antennesteunen daaraan bevestigd.
Spanningsinductie in kabels tussen gebouwen kan worden voorkomen door ze in aangesloten metalen bakken of leidingen te leggen. Alle kabels die naar de antennegerelateerde apparatuur gaan, worden met de uitlaat van de buis op één punt gelegd. Besteed maximale aandacht aan de afschermende eigenschappen van het object zelf en leg kabels in de buisvormige elementen. Als dit niet mogelijk is, zoals het geval is bij procestanks, moeten kabels buiten, maar zo dicht mogelijk bij het object worden gelegd, waarbij maximaal gebruik wordt gemaakt van natuurlijke schermen zoals metalen ladders, buizen, etc. In masten met L-vormige hoekelementen positioneren de kabels in de hoek voor maximale natuurlijke bescherming. Als laatste redmiddel moet naast de antennekabel een emet een minimale doorsnede van 6 mm 2 worden geplaatst. Al deze maatregelen verminderen de geïnduceerde spanning in de lus gevormd door de kabels en het gebouw, en verminderen dienovereenkomstig de kans op een storing daartussen, d.w.z. de waarschijnlijkheid dat er een boog ontstaat in de apparatuur tussen het elektrische netwerk en het gebouw.
4.7.4. Maatregelen ter bescherming van stroomkabels en communicatiekabels tussen gebouwen
Verbindingen tussen gebouwen zijn onderverdeeld in twee hoofdtypen: met metaal omhulde stroomkabels, metalen (twisted pair, golfgeleider, coaxiale en gestrande kabels) en glasvezelkabels. Beveiligingsmaatregelen zijn afhankelijk van de soorten kabels, hun aantal en of de bliksembeveiligingssystemen van de twee gebouwen zijn aangesloten.
Volledig geïsoleerde glasvezelkabel (zonder metalen pantsering, vochtwerende folie of stalen binnengeleider) kan zonder extra beschermingsmaatregelen worden gebruikt. Het gebruik van een dergelijke kabel is de beste optie, omdat deze volledige bescherming biedt tegen elektromagnetische invloeden. Als de kabel echter een verlengd metalen element bevat (met uitzondering van op afstand gelegen stroomkernen), moet dit laatste worden aangesloten op het algemene verbindingssysteem bij de ingang van het gebouw en mag het niet rechtstreeks in de optische ontvanger of zender terechtkomen. Als gebouwen dicht bij elkaar staan en de bliksembeveiligingssystemen niet zijn aangesloten, verdient het de voorkeur om glasvezelkabels zonder metalen elementen te gebruiken om hoge stromen in deze elementen en hun oververhitting te voorkomen. Als er een kabel is aangesloten op het bliksembeveiligingssysteem, dan kunt u een optische kabel met metalen elementen gebruiken om een deel van de stroom van de eerste kabel af te leiden.
Metalen kabels tussen gebouwen met geïsoleerde bliksembeveiligingssystemen. Bij deze aansluiting van beveiligingssystemen is schade aan beide uiteinden van de kabel zeer waarschijnlijk als gevolg van de doorgang van bliksemstroom. Daarom is het noodzakelijk om aan beide uiteinden van de kabel een SPD te installeren en, waar mogelijk, de bliksembeveiligingssystemen van twee gebouwen aan te sluiten en de kabel in aangesloten metalen goten te leggen.
Metalen kabels tussen gebouwen met aangesloten bliksembeveiligingssystemen. Afhankelijk van het aantal kabels tussen gebouwen kunnen beschermende maatregelen bestaan uit het aansluiten van kabelgoten voor meerdere kabels (voor nieuwe kabels) of voor grote aantallen kabels, zoals in het geval van chemische productie, afscherming of het gebruik van flexibele metalen slangen voor multi-kabels. -kernbesturingskabels. Het aansluiten van beide uiteinden van de kabel op bijbehorende bliksembeveiligingssystemen biedt vaak voldoende afscherming, vooral als er veel kabels zijn en de stroom daartussen wordt gedeeld.
1. Ontwikkeling van operationele en technische documentatie
Het wordt aanbevolen dat alle organisaties en ondernemingen, ongeacht hun eigendomsvorm, beschikken over een set operationele en technische documentatie voor bliksembeveiliging van faciliteiten die een bliksembeveiligingsapparaat vereisen.
De set operationele en technische documentatie voor bliksembeveiliging bevat:
Toelichting;
Regelingen van bliksembeveiligingszones;
Werktekeningen van bliksemafleiderconstructies (constructiedeel), structurele elementen ter bescherming tegen secundaire manifestaties van bliksem, tegen driften van hoge potentiëlen door bovengrondse en ondergrondse metaalcommunicatie, tegen glijdende vonkkanalen en ontladingen in de grond;
Acceptatiedocumentatie (acceptatiehandelingen voor het gebruik van bliksembeveiligingsapparaten samen met applicaties: handelingen voor verborgen werkzaamheden en testrapporten van bliksembeveiligingsapparaten en bescherming tegen secundaire manifestaties van bliksem en de introductie van high-potentials).
In de toelichting staat:
Initiële gegevens voor de ontwikkeling van technische documentatie;
Geaccepteerde methoden voor bliksembeveiliging van objecten;
Berekeningen van beschermingszones, aardgeleiders, neerwaartse geleiders en beschermingselementen tegen secundaire manifestaties van bliksem.
De toelichting geeft de onderneming aan die de reeks operationele en technische documentatie heeft ontwikkeld, de basis voor de ontwikkeling ervan, een lijst met actuele regelgevingsdocumenten en technische documentatie die de werkzaamheden aan het project hebben begeleid, en speciale vereisten voor het ontworpen apparaat.
Invoergegevens voor het ontwerp van bliksembeveiliging omvatten:
Masterplan van faciliteiten met vermelding van de locatie van alle faciliteiten die onderworpen zijn aan bliksembeveiliging, wegen en spoorwegen, grond- en ondergrondse communicatie (verwarmingsleidingen, proces- en sanitaire pijpleidingen, elektrische kabels en bedrading voor welk doel dan ook, enz.);
Gegevens over de klimatologische omstandigheden in het gebied waar beschermende gegevens en structuren zich bevinden (intensiteit van onweersbuien, windsnelheid, dikte van de ijswand, enz.), bodemkenmerken die de structuur, agressiviteit en grondsoort aangeven, grondwaterstand;
Elektrische weerstand van de bodem (Ohm×m) op de locatie van objecten.
De sectie "Geaccepteerde methoden voor bliksembeveiliging van objecten" schetst de geselecteerde methoden voor het beschermen van gebouwen en constructies tegen direct contact met het bliksemkanaal, secundaire manifestaties van bliksem en de introductie van hoge potentiëlen via bovengrondse en ondergrondse metaalcommunicatie.
Objecten die zijn gebouwd (ontworpen) volgens hetzelfde standaard- of hergebruikt ontwerp, met dezelfde constructiekenmerken en geometrische afmetingen en dezelfde bliksembeveiligingsinrichting, mogen één algemeen ontwerp en berekening van bliksembeveiligingszones hebben. De lijst van deze beschermde objecten wordt gegeven op het diagram van de beschermingszone van een van de constructies.
Bij het controleren van de betrouwbaarheid van de beveiliging met behulp van software worden computerberekeningsgegevens verstrekt in de vorm van een samenvatting van ontwerpopties en wordt er een conclusie getrokken over hun effectiviteit.
Bij het ontwikkelen van technische documentatie wordt voorgesteld om maximaal gebruik te maken van standaardontwerpen van bliksemafleiders en aardgeleiders en standaardwerktekeningen voor bliksembeveiliging; als het onmogelijk is om standaardontwerpen van bliksembeveiligingsapparaten te gebruiken, kunnen werktekeningen van afzonderlijke elementen worden ontwikkeld : funderingen, steunen, bliksemafleiders, neerwaartse geleiders, aardgeleiders.
Om het volume aan technische documentatie te verminderen en de bouwkosten te verlagen, wordt aanbevolen om bliksembeveiligingsprojecten te combineren met werktekeningen voor algemene bouwwerkzaamheden en installatie van loodgieterswerk en elektrische apparatuur om loodgieterscommunicatie en aardelektroden van elektrische apparaten voor bliksem te gebruiken bescherming.
2. Procedure voor het in gebruik nemen van bliksembeveiligingsinrichtingen
Bliksembeveiligingsapparaten van voltooide constructies (reconstructie) worden door de werkcommissie in gebruik genomen en aan de klant overgedragen voor gebruik vóór de installatie van procesapparatuur, levering en laden van apparatuur en waardevolle eigendommen in gebouwen en constructies.
De acceptatie van bliksembeveiligingsapparatuur op bestaande installaties wordt uitgevoerd door een werkcommissie.
De samenstelling van de werkcommissie wordt bepaald door de opdrachtgever; in de werkcommissie zijn doorgaans vertegenwoordigers opgenomen van:
De persoon die verantwoordelijk is voor elektrische apparatuur;
Contracterende organisatie;
Brandveiligheidsinspecties.
De volgende documenten worden aan de werkcommissie voorgelegd:
Goedgekeurde ontwerpen voor bliksembeveiligingsapparaten;
Handelingen voor verborgen werkzaamheden (voor het ontwerp en de installatie van aardgeleiders en aardgeleiders die niet toegankelijk zijn voor inspectie);
Testcertificaten voor bliksembeveiligingsapparatuur en bescherming tegen secundaire manifestaties van bliksem en de introductie van hoge potentiëlen via bovengrondse en ondergrondse metaalcommunicatie (gegevens over de weerstand van alle aardgeleiders, resultaten van inspectie en verificatie van werkzaamheden aan de installatie van bliksemafleiders , neerwaartse geleiders, aardgeleiders, elementen van hun bevestiging, betrouwbaarheid van elektrische verbindingen tussen stroomvoerende elementen en enz.).
De werkcommissie voert een volledige controle en inspectie uit van de voltooide bouw- en installatiewerkzaamheden aan de installatie van bliksembeveiligingsapparatuur.
De aanvaarding van bliksembeveiligingsinrichtingen voor nieuwbouwinstallaties wordt gedocumenteerd in acceptatieakten voor bliksembeveiligingsinrichtingen. De inbedrijfstelling van bliksembeveiligingsapparaten wordt in de regel geformaliseerd door goedkeuringscertificaten van de relevante staatscontrole- en toezichtinstanties.
Na de inbedrijfstelling van bliksembeveiligingsapparaten worden paspoorten van bliksembeveiligingsapparaten en paspoorten van aardgeleiders van bliksembeveiligingsapparaten samengesteld, die worden opgeslagen door de persoon die verantwoordelijk is voor de elektrische installaties.
Door het hoofd van de organisatie goedgekeurde wetten worden, samen met ingediende wetten voor verborgen werkzaamheden en meetprotocollen, opgenomen in het paspoort van bliksembeveiligingsapparatuur.
3. Bediening van bliksembeveiligingsapparatuur
Bliksembeveiligingsapparaten voor gebouwen, constructies en externe installaties van objecten worden bediend in overeenstemming met de regels voor de technische werking van elektrische consumenteninstallaties en de instructies van deze instructie. De taak van het bedienen van bliksembeveiligingsapparaten voor objecten is om ze in een staat van vereiste bruikbaarheid en betrouwbaarheid te houden.
Om de blijvende betrouwbaarheid van bliksembeveiligingsapparaten te garanderen, worden alle bliksembeveiligingsapparaten jaarlijks vóór het begin van het onweersseizoen gecontroleerd en geïnspecteerd.
Controles worden ook uitgevoerd na het plaatsen van een bliksembeveiligingssysteem, na het aanbrengen van wijzigingen aan het bliksembeveiligingssysteem, na eventuele schade aan het beschermde object. Elke inspectie wordt uitgevoerd conform het werkprogramma.
Om de staat van de MZU te controleren, wordt de reden van de controle aangegeven en wordt het volgende georganiseerd:
Commissie voor het uitvoeren van een inspectie van de MZU, met vermelding van de functionele verantwoordelijkheden van de leden van de commissie voor het onderzoeken van bliksembeveiliging;
Werkgroep om de nodige metingen uit te voeren;
Tijdstip van de inspectie.
Bij het inspecteren en testen van bliksembeveiligingsapparatuur wordt aanbevolen:
Controleer door visuele inspectie (met behulp van een verrekijker) de integriteit van bliksemafleiders en neergeleiders, de betrouwbaarheid van hun verbinding en bevestiging aan de masten;
Identificeer elementen van bliksembeveiligingsapparaten die vervanging of reparatie vereisen vanwege een schending van hun mechanische sterkte;
Bepaal de mate van vernietiging door corrosie van individuele elementen van bliksembeveiligingsapparatuur, neem maatregelen voor corrosiebescherming en versterking van door corrosie beschadigde elementen;
Controleer de betrouwbaarheid van elektrische verbindingen tussen onder spanning staande delen van alle elementen van bliksembeveiligingsapparatuur;
Controleren of de bliksembeveiligingsinrichtingen in overeenstemming zijn met het doel van de objecten en, in geval van constructieve of technologische veranderingen gedurende de voorgaande periode, maatregelen schetsen voor de modernisering en reconstructie van de bliksembeveiliging in overeenstemming met de vereisten van deze Instructie;
Het verduidelijken van het uitvoerende diagram van bliksembeveiligingsapparatuur en het bepalen van de paden van de bliksemstroom die zich door de elementen ervan verspreidt tijdens een bliksemontlading door een bliksemontlading in een luchtterminal te simuleren met behulp van een gespecialiseerd meetcomplex dat is verbonden tussen de bliksemafleider en een op afstand gelegen stroomelektrode;
Meet de waarde van de weerstand tegen de verspreiding van gepulseerde stroom met behulp van de "ampèremeter-voltmeter" -methode met behulp van een gespecialiseerd meetcomplex;
Meet de waarden van pulsoverspanningen in voedingsnetwerken tijdens een blikseminslag, de verdeling van de spanningen langs metalen constructies en het aardingssysteem van het gebouw door een blikseminslag in een luchtterminal te simuleren met behulp van een gespecialiseerd meetcomplex;
Meet de waarde van elektromagnetische velden in de buurt van het bliksembeveiligingsapparaat door een blikseminslag in een luchtterminal te simuleren met behulp van speciale antennes;
Controleer de beschikbaarheid van de benodigde documentatie voor bliksembeveiligingsapparatuur.
Alle kunstmatige aardgeleiders, neergeleiders en hun aansluitpunten zijn onderworpen aan een periodieke inspectie met een opening van zes jaar (voor objecten van categorie I), en jaarlijks wordt tot 20% van hun totale aantal gecontroleerd. Gecorrodeerde aardgeleiders en neerwaartse geleiders moeten, wanneer hun doorsnedeoppervlak met meer dan 25% is verminderd, worden vervangen door nieuwe.
Buitengewone inspecties van bliksembeveiligingsapparatuur moeten worden uitgevoerd na natuurrampen (orkaanwind, overstroming, aardbeving, brand) en onweersbuien van extreme intensiteit.
Buitengewone metingen van de aardingsweerstand van bliksembeveiligingsapparaten moeten worden uitgevoerd na het uitvoeren van reparatiewerkzaamheden aan bliksembeveiligingsapparaten en aan de beschermde objecten zelf en in de buurt ervan.
De resultaten van inspecties worden geformaliseerd in wetten, vastgelegd in paspoorten en een logboek voor het registreren van de staat van bliksembeveiligingsapparatuur.
Op basis van de verkregen gegevens wordt een reparatieplan en het elimineren van defecten aan bliksembeveiligingsapparatuur die tijdens inspecties en controles zijn ontdekt, opgesteld.
Graafwerkzaamheden in de buurt van beschermde gebouwen en constructies, bliksembeveiligingsapparatuur, maar ook in de buurt ervan, worden in de regel uitgevoerd met toestemming van de exploiterende organisatie, die verantwoordelijke personen aanwijst die toezicht houden op de veiligheid van bliksembeveiligingsapparatuur.
Tijdens een onweersbui worden er geen werkzaamheden aan bliksembeveiligingsinrichtingen en in de buurt daarvan uitgevoerd.
| 1. Inleiding. 1 2. Algemene bepalingen. 2 2.1. Termen en definities. 2 2.2. Classificatie van gebouwen en constructies volgens bliksembeveiliging. 3 2.3. Parameters van bliksemstromen. 4 2.3.1. Classificatie van de effecten van bliksemstromen. 5 2.3.2. Bliksemstroomparameters voorgesteld voor standaardisatie van beschermingsmiddelen tegen directe blikseminslag. 5 2.3.3. Dichtheid van blikseminslagen op de grond.. 5 2.3.4. Bliksemstroomparameters voorgesteld voor het standaardiseren van beschermingsmiddelen tegen de elektromagnetische effecten van bliksem. 5 3. Bescherming tegen directe blikseminslag. 7 3.1. Complex van bliksembeveiligingsmiddelen.. 7 3.2. Extern bliksembeveiligingssysteem. 7 3.2.1. Bliksemafleiders. 7 3.2.2. Neergeleiders.. 8 3.2.3. Aardingselektroden. 10 3.2.4. Bevestigings- en verbindingselementen van een extern verbindingssysteem.. 10 3.3. Selectie van bliksemafleiders. 10 3.3.1. Algemene Overwegingen. 10 3.3.2. Typische beschermingszones voor bliksemafleiders en kabelbliksemafleiders. elf 3.3.4. Bescherming van elektrische metalen kabeltransmissielijnen van backbone- en intrazonale communicatienetwerken. 18 3.3.5. Bescherming van optische kabeltransmissielijnen van backbone- en intrazonale communicatienetwerken. 19 3.3.6. Bescherming tegen blikseminslag voor elektrische en optische communicatiekabels die in bevolkte gebieden zijn aangelegd. 20 3.3.7. Bescherming van kabels die langs de rand van het bos zijn gelegd, in de buurt van geïsoleerde bomen, steunen, masten. 20 4. Bescherming tegen secundaire effecten van bliksem. 21 4.1. Algemene bepalingen. 21 4.2. Bliksembeveiligingszones. 21 4.3. Afscherming. 22 4.4. Verbindingen. 23 4.4.1. Verbindingen op zonegrenzen. 23 4.4.2. Verbindingen binnen het beveiligde volume. 24 4.5. Aarding. 26 4.6. Apparaten voor overspanningsbeveiliging. 28 4.7. Bescherming van apparatuur in bestaande gebouwen. 29 4.7.1. beschermende maatregelen bij gebruik van een extern bliksembeveiligingssysteem. 30 4.7.2. Beschermende maatregelen bij het gebruik van kabels. 31 4.7.3. Beschermende maatregelen bij het gebruik van antennes en andere apparatuur. 31 4.7.4. Maatregelen ter bescherming van stroomkabels en communicatiekabels tussen gebouwen. 32 |
Hulp aanvulling
volgens de Instructies voor de installatie van bliksembeveiliging van gebouwen, constructies en industriële communicatie (SO 153-34.21.122-2003)
Operationele en technische documentatie, procedure voor inbedrijfstelling en bediening van bliksembeveiligingsapparaten
1. Ontwikkeling van operationele en technische documentatie
Alle organisaties en ondernemingen moeten, ongeacht hun eigendomsvorm, een reeks operationele en technische documentatie ontwikkelen voor de bliksembeveiliging van faciliteiten die een bliksembeveiligingsapparaat vereisen.
De set operationele en technische documentatie voor bliksembeveiliging moet het volgende bevatten:
toelichting,
diagrammen van bliksembeveiligingszones,
werktekeningen van bliksemafleiderconstructies (constructiedeel), structurele elementen ter bescherming tegen secundaire manifestaties van bliksem, tegen de drift van hoge potentiëlen door bovengrondse en ondergrondse metaalcommunicatie, tegen glijdende vonkkanalen en ontladingen in de grond,
acceptatiedocumentatie (handelingen van acceptatie van bliksembeveiligingsapparatuur in gebruik samen met bijlagen: handelingen voor verborgen werkzaamheden, handelingen voor het testen van bliksembeveiligingsapparatuur en bescherming tegen secundaire manifestaties van bliksem en de introductie van high-potentials).
De toelichting moet het volgende bevatten:
initiële gegevens voor de ontwikkeling van operationele en technische documentatie,
geaccepteerde methoden voor bliksembeveiliging van objecten,
berekeningen van beschermingszones, aardgeleiders, neerwaartse geleiders en beschermingselementen tegen secundaire manifestaties van bliksem.
In de toelichting wordt vermeld: het bedrijf dat de kit heeft ontwikkeld
operationele en technische documentatie, de basis voor de ontwikkeling ervan, een lijst met actuele regelgevende documenten en technische documentatie die de werkzaamheden aan het project begeleidden, speciale vereisten voor het ontworpen apparaat.
De initiële gegevens voor het ontwerp van de bliksembeveiliging van objecten worden door de klant samengesteld met de betrokkenheid, indien nodig, ontwerp organisatie. Deze moeten het volgende omvatten:
masterplan van faciliteiten met vermelding van de locatie van alle faciliteiten die onderworpen zijn aan bliksembeveiliging, wegen en spoorwegen, grond- en ondergrondse communicatie (verwarmingsleidingen, proces- en sanitaire pijpleidingen, elektrische kabels en bedrading voor welk doel dan ook, enz.),
gegevens over de klimatologische omstandigheden in het gebied waar beschermende apparaten en constructies zich bevinden (intensiteit van onweersbuien, windsnelheid, dikte van de ijswand, enz.), bodemkenmerken die de structuur, agressiviteit en bodemsoort aangeven, grondwaterstand,
elektrische weerstand van de bodem (Ohm m) op de locatie van objecten.
De sectie "Geaccepteerde methoden voor bliksembeveiliging van objecten" schetst de geselecteerde methoden voor het beschermen van gebouwen en constructies tegen direct contact met het bliksemkanaal, secundaire manifestaties van bliksem en de introductie van hoge potentiëlen via bovengrondse en ondergrondse metaalcommunicatie.
Objecten die zijn gebouwd (ontworpen) volgens hetzelfde standaard- of hergebruikt ontwerp, met dezelfde constructiekenmerken en geometrische afmetingen en dezelfde bliksembeveiligingsinrichting, mogen één algemeen ontwerp en berekening van bliksembeveiligingszones hebben. De lijst van deze beschermde objecten wordt gegeven op het diagram van de beschermingszone van een van de constructies.
Bij het controleren van de betrouwbaarheid van de beveiliging met behulp van software worden computerberekeningsgegevens verstrekt in de vorm van een samenvatting van ontwerpopties en wordt er een conclusie getrokken over hun effectiviteit.
Bij het ontwikkelen van technische documentatie is het noodzakelijk om maximaal gebruik te maken van standaardontwerpen van bliksemafleiders en aardgeleiders en standaardwerktekeningen voor bliksembeveiliging ontwikkeld door de relevante ontwerporganisaties.
Bij gebrek aan de mogelijkheid om standaardontwerpen van bliksembeveiligingsapparaten te gebruiken, kunnen werktekeningen van individuele elementen worden ontwikkeld: funderingen, steunen, bliksemafleiders, neerwaartse geleiders, aardgeleiders.
Om het volume aan technische documentatie te verminderen en de bouwkosten te verlagen, wordt aanbevolen om bliksembeveiligingsprojecten te combineren met werktekeningen voor algemene bouwwerkzaamheden en werkzaamheden aan de installatie van sanitaire en elektrische apparatuur om loodgieterscommunicatie en aardelektroden van elektrische apparatuur te gebruiken. apparaten voor bliksembeveiliging.
2. Procedure voor het in gebruik nemen van bliksembeveiligingsinrichtingen
Bliksembeveiligingsapparaten voor voltooide bouwplaatsen
(reconstructie), worden door de werkcommissie in bedrijf genomen en aan de klant overgedragen voor gebruik vóór de installatie van procesapparatuur, levering en laden van apparatuur en waardevolle eigendommen in gebouwen en constructies.
Acceptatie van bliksembeveiligingsapparatuur op bestaande installaties wordt uitgevoerd door een handeling van de werkcommissie.
De samenstelling van de werkcommissie wordt bepaald door de opdrachtgever; in de werkcommissie zijn doorgaans vertegenwoordigers opgenomen van:
persoon die verantwoordelijk is voor elektrische apparatuur,
aannemer, brandinspectiedienst.
De werkcommissie ontvangt de volgende documenten: goedgekeurde ontwerpen voor bliksembeveiligingsapparatuur,
treedt op bij verborgen werkzaamheden (voor het ontwerpen en installeren van aardgeleiders en benedengeleiders die niet toegankelijk zijn voor inspectie),
certificaten voor het testen van bliksembeveiligingsapparatuur en bescherming tegen secundaire manifestaties van bliksem en de introductie van hoge potentiëlen via bovengrondse en ondergrondse metaalcommunicatie (gegevens over de weerstand van alle aardgeleiders, resultaten van inspectie en verificatie van werkzaamheden aan de installatie van bliksem staven, neerwaartse geleiders, aardgeleiders, elementen van hun bevestiging, betrouwbaarheid van elektrische verbindingen tussen stroomvoerende elementen En
De werkcommissie voert een volledige controle en inspectie uit van de voltooide bouw- en installatiewerkzaamheden aan de installatie van bliksembeveiligingsapparatuur.
De aanvaarding van bliksembeveiligingsinrichtingen voor nieuwbouwinstallaties wordt gedocumenteerd in acceptatieakten voor bliksembeveiligingsinrichtingen.
Na de inbedrijfstelling van bliksembeveiligingsapparaten worden paspoorten van bliksembeveiligingsapparaten en paspoorten van aardgeleiders van bliksembeveiligingsapparaten samengesteld, die worden opgeslagen door de persoon die verantwoordelijk is voor de elektrische installaties.
Door het hoofd van de organisatie goedgekeurde wetten worden, samen met ingediende wetten voor verborgen werkzaamheden en meetprotocollen, opgenomen in het paspoort van bliksembeveiligingsapparatuur.
3. Bediening van bliksembeveiligingsapparatuur
Bliksembeveiligingsapparaten voor gebouwen, constructies en externe installaties van objecten worden bediend in overeenstemming met de regels voor de technische werking van elektrische consumenteninstallaties en de instructies van deze instructie. De taak van het bedienen van bliksembeveiligingsapparaten voor objecten is om ze in een staat van vereiste bruikbaarheid en betrouwbaarheid te houden.
Het reguliere en buitengewone onderhoud van bliksembeveiligingsapparatuur wordt uitgevoerd volgens een onderhoudsprogramma dat is opgesteld door een deskundige op het gebied van bliksembeveiligingsapparatuur, een vertegenwoordiger van de ontwerporganisatie en goedgekeurd door de technisch manager van de organisatie.
Om de blijvende betrouwbaarheid van bliksembeveiligingsapparaten te garanderen, worden alle bliksembeveiligingsapparaten jaarlijks vóór het begin van het onweersseizoen gecontroleerd en geïnspecteerd.
Controles worden ook uitgevoerd na het plaatsen van een bliksembeveiligingssysteem, na het aanbrengen van wijzigingen aan het bliksembeveiligingssysteem, na eventuele schade aan het beschermde object. Elke inspectie wordt uitgevoerd conform het werkprogramma.
Om een inspectie uit te voeren naar de staat van de MZU, geeft het hoofd van de organisatie de reden voor de inspectie aan en organiseert:
commissie voor het uitvoeren van een inspectie van de MZU, met vermelding van de functionele verantwoordelijkheden van de leden van de commissie voor het onderzoeken van bliksembeveiliging,
werkgroep om de nodige metingen uit te voeren,
het tijdstip van de inspectie wordt aangegeven.
Bij het inspecteren en testen van bliksembeveiligingsapparatuur wordt aanbevolen:
visueel (met een verrekijker) controleren op integriteit
bliksemafleiders en neerwaartse geleiders, betrouwbaarheid van hun aansluiting en bevestiging aan masten,
elementen van bliksembeveiligingsapparaten identificeren die vervanging of reparatie vereisen vanwege een schending van hun mechanische sterkte,
de mate van vernietiging door corrosie van individuele elementen van bliksembeveiligingsapparatuur bepalen, maatregelen nemen voor corrosiebescherming en versterking van door corrosie beschadigde elementen,
controleer de betrouwbaarheid van elektrische verbindingen tussen onder spanning staande delen van alle elementen van bliksembeveiligingsapparatuur,
controleren of bliksembeveiligingsinrichtingen in overeenstemming zijn met het doel van de objecten en, in het geval van constructieve of technologische veranderingen in de afgelopen periode, maatregelen schetsen voor de modernisering en reconstructie van bliksembeveiliging in overeenstemming met de vereisten van deze instructie,
verduidelijk het uitvoerende diagram van bliksembeveiligingsapparatuur en bepaal de paden van de bliksemstroom die zich door de elementen ervan verspreidt tijdens een bliksemontlading door een bliksemontlading in een luchtterminal te simuleren met behulp van een gespecialiseerd meetcomplex dat is verbonden tussen de bliksemafleider en een op afstand gelegen stroomelektrode;
meet de weerstandswaarde tegen de verspreiding van gepulseerde stroom met behulp van de ampèremeter-voltmetermethode met behulp van een gespecialiseerd meetcomplex,
meet de waarden van pulsoverspanningen in voedingsnetwerken tijdens een blikseminslag, de verdeling van potentiëlen langs metalen constructies en het aardingssysteem van een gebouw door een blikseminslag in een luchtterminal te simuleren met behulp van een gespecialiseerd meetcomplex,
de waarde van elektromagnetische velden in de buurt van het bliksembeveiligingsapparaat te meten door een blikseminslag in een luchtterminal te simuleren met behulp van speciale antennes,
controleer de beschikbaarheid van de benodigde documentatie voor bliksembeveiligingsapparatuur.
Alle kunstmatige aardgeleiders, neergeleiders en hun aansluitpunten zijn onderworpen aan een periodieke inspectie met een opening van 6 jaar (voor objecten van categorie I), en jaarlijks wordt tot 20% van hun totale aantal gecontroleerd. Gecorrodeerde aardgeleiders en neerwaartse geleiders moeten, wanneer hun doorsnedeoppervlak met meer dan 25% is verminderd, worden vervangen door nieuwe.
Buitengewone inspecties van bliksembeveiligingsapparatuur moeten worden uitgevoerd na natuurrampen ( orkaan wind, overstromingen, aardbevingen, branden) en onweersbuien van extreme intensiteit.
Buitengewone metingen van de aardingsweerstand van bliksembeveiligingsapparaten moeten worden uitgevoerd nadat alle reparatiewerkzaamheden zijn voltooid, zowel aan bliksembeveiligingsapparaten als aan de beschermde objecten zelf en in de buurt ervan.
De resultaten van inspecties worden geformaliseerd in wetten, vastgelegd in paspoorten en een logboek voor het registreren van de staat van bliksembeveiligingsapparatuur. Op basis van de verkregen gegevens wordt een reparatieplan en het elimineren van defecten aan bliksembeveiligingsapparatuur die tijdens inspecties en controles zijn ontdekt, opgesteld.
Graafwerkzaamheden aan beschermde gebouwen en constructies van objecten, bliksembeveiligingsapparatuur, maar ook in de buurt ervan, worden uitgevoerd met toestemming van de exploiterende organisatie, die verantwoordelijke personen aanwijst die toezicht houden op de veiligheid van bliksembeveiligingsapparatuur.
Het is niet toegestaan om tijdens onweer allerlei werkzaamheden aan bliksembeveiligingsinrichtingen en in de buurt daarvan uit te voeren.
De tekst van het document is afkomstig uit: officiële publicatie Serie 17. Documenten over toezicht in de elektriciteitsindustrie. Uitgave 27. -M.: JSC "STC "Industriële veiligheid", 2006
Russische Federatie Orde van het Ministerie van Energie van Rusland
SO 153-34.21.122-2003 Instructies voor de installatie van bliksembeveiliging van gebouwen, constructies en industriële communicatie
bladwijzer instellen
bladwijzer instellen
DUS 153-34.21.122-2003
INSTRUCTIES
VOOR BLIKSEMBEVEILIGING VAN GEBOUWEN, STRUCTUREN EN INDUSTRIËLE COMMUNICATIE
COMPILERS: Doctor in de Technische Wetenschappen E.M. Bazelyan - ENIN vernoemd naar. G.M.Krzhizhanovsky, V.I.Polivanov, V.V.Shatrov, A.V.Tsapenko
1. INLEIDING
De instructies voor de installatie van bliksembeveiliging van gebouwen, constructies en industriële communicatie (hierna de Instructies genoemd) zijn van toepassing op alle soorten gebouwen, constructies en industriële communicatie, ongeacht de afdeling en de eigendomsvorm.
Deze instructie is bedoeld voor gebruik bij de ontwikkeling van projecten, constructie, exploitatie, maar ook bij de reconstructie van gebouwen, constructies en industriële communicatie.
In gevallen waarin de vereisten van de industriële regelgeving strenger zijn dan die in deze instructies, wordt aanbevolen om te voldoen aan de industriële vereisten bij het ontwikkelen van bliksembeveiliging. Het wordt ook aanbevolen hetzelfde te doen als de vereisten van deze Instructie niet kunnen worden gecombineerd met de technologische kenmerken van het beschermde object. Tegelijkertijd moeten de gebruikte middelen en methoden voor bliksembeveiliging de vereiste betrouwbaarheid garanderen.
Bij het ontwikkelen van projecten voor gebouwen, constructies en industriële communicatie wordt naast de vereisten van deze instructie rekening gehouden met aanvullende vereisten voor bliksembeveiliging in overeenstemming met andere huidige normen, regels, instructies en staatsnormen.
Bij het standaardiseren van bliksembeveiliging is het uitgangspunt dat geen enkel apparaat de ontwikkeling van bliksem kan voorkomen.
Toepassing van de norm bij de keuze voor bliksembeveiliging verkleint de kans op schade door blikseminslag aanzienlijk.
Het type en de plaatsing van bliksembeveiligingsinrichtingen moeten in de ontwerpfase van een nieuwe installatie worden gekozen om maximaal gebruik te kunnen maken van de geleidende elementen daarvan. Dit zal de ontwikkeling en implementatie van bliksembeveiligingsapparatuur in combinatie met het gebouw zelf vergemakkelijken, het esthetische uiterlijk ervan verbeteren, de efficiëntie van bliksembeveiliging vergroten en de kosten en arbeidskosten ervan minimaliseren.
2. ALGEMENE BEPALINGEN
2.1. Termen en definities
Bliksem slaat in op de grond - een elektrische ontlading van atmosferische oorsprong tussen een onweerswolk en de grond, bestaande uit een of meer stroompulsen.
Hitpunt - het punt waarop bliksem in contact komt met de grond, het gebouw of de bliksembeveiligingsinrichting. Een blikseminslag kan meerdere inslagpunten hebben.
Beschermd voorwerp - een gebouw of bouwwerk, deel of ruimte daarvan, waarvoor bliksembeveiliging is aangebracht dat voldoet aan de eisen van deze norm.
Bliksembeveiligingsapparaat - een systeem waarmee u een gebouw of constructie kunt beschermen tegen de gevolgen van bliksem. Het omvat externe en interne apparaten. In bijzondere gevallen mag de bliksembeveiliging alleen externe of alleen interne apparaten bevatten.
Beveiligingsinrichtingen tegen directe blikseminslag (bliksemafleiders) - een complex bestaande uit bliksemafleiders, neerwaartse geleiders en aardgeleiders.
Beveiligingsinrichtingen tegen secundaire bliksemeffecten - apparaten die de effecten van elektrische en magnetische bliksemvelden beperken.
Potentiaalvereffeningsapparaten - elementen van beveiligingsapparatuur die het potentiaalverschil beperken dat wordt veroorzaakt door de verspreiding van bliksemstroom.
Bliksemafleider - onderdeel van een bliksemafleider die is ontworpen om bliksem te onderscheppen.
Neergeleider (afdaling) - deel van een bliksemafleider die is ontworpen om de bliksemstroom van de bliksemafleider naar de aardelektrode af te leiden.
Aardingsapparaat - een set aardgeleiders en aardgeleiders.
Aardelektrode - een geleidend onderdeel of een reeks onderling verbonden geleidende onderdelen die rechtstreeks of via een tussenliggend geleidend medium in elektrisch contact staan met de aarde.
Aardlus - een aardgeleider in de vorm van een gesloten lus rond een gebouw in de grond of op het oppervlak ervan.
Weerstand aardingsapparaat - de verhouding tussen de spanning op het aardingsapparaat en de stroom die van de aardelektrode naar de aarde vloeit.
Spanning op het aardingsapparaat - spanning die optreedt wanneer stroom van de aardelektrode naar de aarde vloeit tussen het punt van stroominvoer in de aardelektrode en de nulpotentiaalzone.
Onderling verbonden metalen fittingen - versterking van gewapende betonconstructies van een gebouw (constructie), die de elektrische continuïteit garandeert.
Gevaarlijke vonken - onaanvaardbare elektrische ontladingen binnen het beschermde object veroorzaakt door blikseminslag.
Veilige afstand - de minimale afstand tussen twee geleidende elementen buiten of binnen het beschermde object, waarbij er geen gevaarlijke vonk tussen hen kan ontstaan.
Overspanningsbeveiliging - een apparaat dat is ontworpen om overspanningen tussen elementen van het beschermde object te beperken (bijvoorbeeld een overspanningsafleider, niet-lineaire overspanningsbeveiliging of een ander beveiligingsapparaat).
Vrijstaande bliksemafleider - een bliksemafleider, waarvan de bliksemafleiders en de neerwaartse geleiders zodanig zijn geplaatst dat het bliksemstroompad geen contact maakt met het beschermde object.
Bliksemafleider geïnstalleerd op het beschermde object - een bliksemafleider, waarvan de bliksemafleiders en de neerwaartse geleiders zodanig zijn geplaatst dat een deel van de bliksemstroom zich door het beschermde object of de aardgeleider daarvan kan verspreiden.
Bliksembeveiligingszone - een ruimte in de buurt van een bliksemafleider met een bepaalde geometrie, met het kenmerk dat de waarschijnlijkheid van een blikseminslag op een object dat zich volledig binnen zijn volume bevindt, een bepaalde waarde niet overschrijdt.
Aanvaardbare waarschijnlijkheid van een bliksemdoorbraak - de maximaal toelaatbare kans op een blikseminslag op een door bliksemafleiders beschermd object.
Betrouwbaarheid van bescherming wordt gedefinieerd als 1 - .
Industriële communicatie - stroom- en informatiekabels, geleidende pijpleidingen, niet-geleidende pijpleidingen met een intern geleidend medium.
2.2. Classificatie van gebouwen en constructies door middel van bliksembeveiligingsapparatuur
De classificatie van objecten wordt bepaald door het gevaar van blikseminslag voor het object zelf en zijn omgeving.
De directe gevaren van bliksem zijn onder meer brand, mechanische schade, verwondingen aan mensen en dieren en schade aan elektrische en elektronische apparatuur. De gevolgen van een blikseminslag kunnen explosies zijn en het vrijkomen van gevaarlijke producten - radioactieve en giftige chemicaliën, maar ook bacteriën en virussen.
Blikseminslagen kunnen bijzonder gevaarlijk zijn voor informatiesystemen, commando- en controlesystemen en energievoorzieningssystemen. Elektronische apparaten die voor verschillende doeleinden in objecten zijn geïnstalleerd, vereisen speciale bescherming.
De beschouwde objecten kunnen worden onderverdeeld in gewoon en bijzonder.
Reguliere voorwerpen - residentiële en administratieve gebouwen, evenals gebouwen en constructies met een hoogte van niet meer dan 60 m, bestemd voor handel, industriële productie en landbouw.
Bijzondere objecten:
voorwerpen die een gevaar vormen voor de directe omgeving;
voorwerpen die een gevaar vormen voor de sociale en fysieke omgeving (voorwerpen die bij blikseminslag schadelijke biologische, chemische en radioactieve emissies kunnen veroorzaken);
andere objecten waarvoor speciale bliksembeveiliging kan worden geboden, bijvoorbeeld gebouwen met een hoogte van meer dan 60 m, speeltuinen, tijdelijke constructies, objecten in aanbouw.
Tabel 2.1 geeft voorbeelden van het indelen van objecten in vier klassen.
Tabel 2.1
Voorbeelden van objectclassificatie
Object type | Gevolgen van een blikseminslag |
|
Reguliere voorwerpen | Huis | Uitvallen van elektrische installaties, brand en materiële schade. Meestal kleine schade aan voorwerpen die zich op de plaats van de blikseminslag bevinden of door het kanaal ervan worden getroffen |
In eerste instantie - een brand en de introductie van gevaarlijke spanning, daarna - stroomverlies met het risico van overlijden van dieren als gevolg van het falen van het elektronische ventilatiecontrolesysteem, de voertoevoer, enz. |
||
Theater; school; Warenhuis; sportfaciliteit | Stroomuitval (zoals verlichting) die paniek kan veroorzaken. Het uitvallen van het brandmeldsysteem, waardoor de brandbestrijdingsactiviteiten vertraging oplopen |
|
Bank; Verzekeringsbedrijf; commercieel kantoor | Stroomuitval (zoals verlichting) die paniek kan veroorzaken. Het uitvallen van het brandalarmsysteem veroorzaakt vertraging bij de brandpreventieactiviteiten. Verloren communicatie, computerstoringen met gegevensverlies |
|
Ziekenhuis; kleuterschool; verzorgingstehuis | Stroomuitval (zoals verlichting) die paniek kan veroorzaken. Het uitvallen van het brandalarmsysteem veroorzaakt vertraging bij de brandpreventieactiviteiten. Verlies van communicatieapparatuur, computerstoringen met verlies van gegevens. De aanwezigheid van ernstig zieke mensen en de noodzaak om immobiele mensen te helpen |
|
Industriële ondernemingen | Bijkomende gevolgen afhankelijk van de productieomstandigheden - van kleine schade tot grote schade door productverlies |
|
Musea en archeologische vindplaatsen | Onvervangbaar verlies van cultuurgoederen |
|
Bijzondere objecten met beperkt gevaar | Communicatiemiddelen; energiecentrales; brandgevaarlijke industrieën | Onaanvaardbare verstoring van de openbare dienstverlening (telecommunicatie). Indirect brandgevaar voor aangrenzende objecten |
Bijzondere voorwerpen die een gevaar vormen voor de directe omgeving | Olieraffinaderijen; benzine station; productie van vuurwerk en vuurwerk | Branden en explosies binnen de faciliteit en in de directe omgeving |
Speciale voorwerpen die gevaarlijk zijn voor het milieu | Chemische fabriek; kerncentrale; biochemische fabrieken en laboratoria | Brand en apparatuurstoringen met schadelijke gevolgen voor het milieu |
Tijdens de constructie en reconstructie is het voor elke klasse objecten noodzakelijk om de noodzakelijke niveaus van betrouwbaarheid van bescherming tegen directe blikseminslagen (DLM) te bepalen. Bijvoorbeeld, voor gewone voorwerpen Er kunnen vier niveaus van beschermingsbetrouwbaarheid worden voorgesteld, aangegeven in Tabel 2.2.
Tabel 2.2
Beschermingsniveaus tegen lichtvervuiling voor gewone objecten
Beschermingsniveau | Betrouwbaarheid van bescherming tegen schokgolven |
Voor bijzondere objecten Het minimaal aanvaardbare niveau van betrouwbaarheid van bescherming tegen PUM ligt tussen 0,9 en 0,999, afhankelijk van de mate van maatschappelijke betekenis en de ernst van de verwachte gevolgen van PUM.
Op verzoek van de klant kan het project een betrouwbaarheidsniveau omvatten dat het maximaal toelaatbare overschrijdt.
2.3. Bliksemstroomparameters
Bliksemstroomparameters zijn nodig voor het berekenen van mechanische en thermische effecten, evenals voor het standaardiseren van beschermingsmiddelen tegen elektromagnetische invloeden.
2.3.1. Classificatie van de effecten van bliksemstromen
Voor elk bliksembeveiligingsniveau worden de maximaal toegestane bliksemstroomparameters bepaald. De gegevens in deze instructie gelden voor neerwaartse en opwaartse bliksem.
De polariteitsverhouding van bliksemontladingen is afhankelijk van de geografische locatie van het gebied. Bij gebrek aan lokale gegevens wordt aangenomen dat deze verhouding 10% bedraagt voor ontladingen met positieve stromen en 90% voor ontladingen met negatieve stromen.
De mechanische en thermische effecten van bliksem worden bepaald door de piekstroom, de totale lading, de lading per impuls en de specifieke energie. De hoogste waarden van deze parameters worden waargenomen bij positieve ontladingen.
Schade veroorzaakt door geïnduceerde overspanningen wordt bepaald door de steilheid van het bliksemstroomfront. De helling wordt beoordeeld binnen een niveau van 30% en 90% van de hoogste stroomwaarde. De hoogste waarde van deze parameter wordt waargenomen in daaropvolgende pulsen van negatieve ontladingen.
2.3.2. Parameters van bliksemstromen voorgesteld voor standaardisatie van beschermingsmiddelen tegen directe blikseminslagen
De waarden van de berekende parameters voor de in Tabel 2.2 aangenomen veiligheidsniveaus (met een verhouding van 10% tot 90% tussen de aandelen positieve en negatieve lozingen) worden gegeven in Tabel 2.3.
Tabel 2.3
Overeenstemming van bliksemstroomparameters en beveiligingsniveaus
2.3.3. Dichtheid van blikseminslagen op de grond
De dichtheid van blikseminslagen in de grond, uitgedrukt in het aantal blikseminslagen per 1 km aardoppervlak per jaar, wordt bepaald aan de hand van meteorologische waarnemingen ter plaatse van het object.
Als de dichtheid van blikseminslag in de grond, 1/(km jaar) onbekend is, kan deze worden berekend met behulp van de volgende formule:
Waar is de gemiddelde jaarlijkse duur van onweersbuien in uren, bepaald op basis van regionale kaarten van de intensiteit van onweersbuien.
2.3.4. Parameters van bliksemstromen voorgesteld voor standaardisatie van beschermingsmiddelen tegen elektromagnetische effecten van bliksem
Naast mechanische en thermische effecten veroorzaakt bliksemstroom krachtige pulsen van elektromagnetische straling, die schade kunnen veroorzaken aan systemen, waaronder communicatie-, besturings-, automatiseringsapparatuur, computer- en informatieapparatuur, enz. Deze complexe en dure systemen worden in veel industrieën en bedrijven gebruikt. Hun schade als gevolg van blikseminslag is zowel om veiligheidsredenen als om economische redenen zeer onwenselijk.
Een blikseminslag kan een enkele stroompuls bevatten of bestaan uit een reeks pulsen, gescheiden door tijdsperioden waarin een zwakke begeleidende stroom vloeit. De parameters van de stroompuls van de eerste component verschillen aanzienlijk van de kenmerken van de pulsen van volgende componenten. Hieronder staan gegevens die de berekende parameters karakteriseren van stroompulsen van de eerste en volgende pulsen (tabellen 2.4 en 2.5), evenals langetermijnstroom (tabel 2.6) in pauzes tussen pulsen voor gewone objecten op verschillende beschermingsniveaus.
Tabel 2.4
Parameters van de eerste bliksemstroompuls
Huidige parameter | Beschermingsniveau |
||
Maximale stroom, kA | |||
Voorduur, µs | |||
Halfwaardetijd, µs | |||
Opladen per puls *, C | |||
Specifieke energie per puls**, MJ/Ohm | |||
________________ * Omdat een aanzienlijk deel van de totale lading in de eerste puls plaatsvindt, wordt aangenomen dat de totale lading van alle korte pulsen gelijk is aan de gegeven waarde. ** Omdat een aanzienlijk deel van de totale specifieke energie in de eerste puls optreedt, wordt aangenomen dat de totale lading van alle korte pulsen gelijk is aan de gegeven waarde. |
Tabel 2.5
Parameters van de daaropvolgende bliksemstroompuls
Tabel 2.6
Parameters van langdurige bliksemstroom in het interval tussen pulsen
De gemiddelde stroom is ongeveer gelijk aan . De vorm van de stroompulsen wordt bepaald door de volgende uitdrukking:
Waar is de maximale stroom;
Tijdconstante voor het front;
Tijdconstante voor verval;
Coëfficiënt die de maximale stroomwaarde corrigeert.
De waarden van de parameters opgenomen in formule (2.2), die de verandering in bliksemstroom in de loop van de tijd beschrijft, worden gegeven in Tabel 2.7.
Tabel 2.7
Parameterwaarden voor het berekenen van de bliksemstroompulsvorm
Parameter | Eerste impuls | Vervolgimpuls |
||||
Beschermingsniveau | Beschermingsniveau |
|||||
Er kan worden aangenomen dat een lange puls rechthoekig is, met een gemiddelde stroom en duur die overeenkomen met de gegevens in Tabel 2.6.
3. BESCHERMING TEGEN DIRECTE BLIKSEMAANSLAG
3.1. Complex van bliksembeveiligingsmiddelen
De reeks bliksembeveiligingsmiddelen voor gebouwen of constructies omvat apparaten voor bescherming tegen directe blikseminslag [extern bliksembeveiligingssysteem (LPS)] en apparaten voor bescherming tegen secundaire effecten van bliksem (intern LPS). In bijzondere gevallen mag de bliksembeveiliging alleen externe of alleen interne apparaten bevatten. Over het algemeen vloeit een deel van de bliksemstromen door de interne bliksembeveiligingselementen.
Een externe MES kan worden geïsoleerd van de constructie (vrijstaande bliksemafleiders - staaf of kabel, evenals aangrenzende constructies die de functies van natuurlijke bliksemafleiders vervullen) of kan op de beschermde constructie worden geïnstalleerd en er zelfs deel van uitmaken.
Interne bliksembeveiligingsapparaten zijn ontworpen om de elektromagnetische effecten van bliksemstroom te beperken en vonken in het beschermde object te voorkomen.
Bliksemstromen die de bliksemafleiders binnendringen, worden via een systeem van neerwaartse geleiders (downgeleiders) in het aardelektrodesysteem ontladen en in de grond verspreid.
3.2. Extern bliksembeveiligingssysteem
Over het algemeen bestaat de externe MPS uit bliksemafleiders, neerwaartse geleiders en aardgeleiders. Hun materiaal en doorsneden worden geselecteerd volgens Tabel 3.1.
Tabel 3.1
Materiaal en minimale doorsneden van elementen van de externe MZS
Opmerking. Afhankelijk van verhoogde corrosie of mechanische belasting kunnen de opgegeven waarden verhoogd worden.
3.2.1. Bliksemafleiders
3.2.1.1. Algemene Overwegingen
Bliksemafleiders kunnen speciaal worden geïnstalleerd, ook ter plaatse, of hun functies worden uitgevoerd door structurele elementen van het beschermde object; in het laatste geval worden ze natuurlijke bliksemafleiders genoemd.
Bliksemafleiders kunnen bestaan uit een willekeurige combinatie van de volgende elementen: staven, spandraden (kabels), gaasgeleiders (roosters).
3.2.1.2. Natuurlijke bliksemafleiders
De volgende structurele elementen van gebouwen en constructies kunnen als natuurlijke bliksemafleiders worden beschouwd:
a) metalen daken van beschermde objecten, op voorwaarde dat:
elektrische continuïteit tussen verschillende onderdelen is gedurende lange tijd verzekerd;
de dikte van het dakmetaal is niet minder dan aangegeven in Tabel 3.2, als het nodig is om het dak te beschermen tegen beschadiging of doorbranden;
de dikte van het dakmetaal is minimaal 0,5 mm, als het niet nodig is om het tegen beschadiging te beschermen en er geen gevaar bestaat voor ontbranding van brandbare materialen onder het dak;
Het dak is niet voorzien van een isolerende coating. Een klein laagje corrosiewerende verf, of een laag asfaltcoating van 0,5 mm, of een laag plastic coating van 1 mm wordt echter niet als isolatie beschouwd;
niet-metalen bedekkingen op of onder een metalen dak reiken niet verder dan het beschermde object;
b) metalen dakconstructies (spanten, onderling verbonden stalen wapening);
c) metalen elementen zoals regenpijpen, decoraties, hekken langs de rand van het dak, enz., als hun doorsnede niet kleiner is dan de waarden voorgeschreven voor conventionele bliksemafleiders;
d) technologische metalen buizen en tanks, als deze zijn gemaakt van metaal met een dikte van minimaal 2,5 mm en het smelten of doorbranden van dit metaal niet tot gevaarlijke of onaanvaardbare gevolgen zal leiden;
e) metalen buizen en tanks, indien deze vervaardigd zijn uit metaal met een dikte van minimaal , aangegeven in Tabel 3.2, en indien de temperatuurstijging aan de binnenzijde van het object op het punt van een blikseminslag geen gevaar oplevert.
Tabel 3.2
De dikte van het dak, de leiding of het tanklichaam dat als natuurlijke bliksemafleider fungeert
3.2.2. Naar beneden geleiders
3.2.2.1. Algemene Overwegingen
Om de kans op gevaarlijke vonken te verkleinen, zijn neerwaartse geleiders zo geplaatst dat tussen het letselpunt en de grond:
a) de stroomspreiding langs verschillende parallelle paden;
b) de lengte van deze paden werd tot een minimum beperkt.
3.2.2.2. Locatie van neerwaartse geleiders in bliksembeveiligingsapparaten geïsoleerd van het beschermde object
Als de bliksemafleider bestaat uit staven die op afzonderlijke steunen (of één steun) zijn geïnstalleerd, is op elke steun ten minste één neerwaartse geleider aangebracht.
Als de bliksemafleider uit afzonderlijke horizontale draden (kabels) of één kabel bestaat, wordt aan elk uiteinde van de draad (kabel) minimaal één neerwaartse geleider geïnstalleerd.
Als de bliksemafleider een gaasstructuur is die boven het beschermde object hangt, is op elk van de steunen ten minste één neerwaartse geleider geïnstalleerd. Er wordt aangenomen dat het totale aantal neerwaartse geleiders ten minste twee bedraagt.
3.2.2.3. Locatie van neerwaartse geleiders voor niet-geïsoleerde bliksembeveiligingsapparaten
Neergeleiders bevinden zich zo rond de omtrek van het beschermde object dat de gemiddelde afstand daartussen niet kleiner is dan de waarden gegeven in Tabel 3.3.
Tabel 3.3
Gemiddelde afstanden tussen neerwaartse geleiders, afhankelijk van het beschermingsniveau
Beschermingsniveau | Gemiddelde afstand, m |
Neergeleiders moeten worden verenigd door horizontale riemen nabij het grondoppervlak en elke 20 m langs de hoogte van het gebouw.
3.2.2.4. Richtlijnen voor het neerleggen van geleiders
Het is wenselijk dat de neerwaartse geleiders gelijkmatig rond de omtrek van het beschermde object zijn geplaatst. Indien mogelijk worden ze dichtbij de hoeken van gebouwen gelegd.
Benedengeleiders die niet geïsoleerd zijn van het beschermde object worden als volgt gelegd:
als de muur van onbrandbaar materiaal is gemaakt, kunnen de neerwaartse geleiders aan het muuroppervlak worden bevestigd of door de muur lopen;
als de muur van brandbaar materiaal is gemaakt, kunnen de neerwaartse geleiders rechtstreeks aan het muuroppervlak worden bevestigd, zodat de temperatuurstijging tijdens de bliksemstroom geen gevaar oplevert voor het muurmateriaal;
indien de wand uit brandbaar materiaal bestaat en een temperatuurstijging van de neerwaartse geleiders gevaar oplevert, moeten de neerwaartse geleiders zo worden geplaatst dat de afstand tussen hen en het beschermde object altijd groter is dan 0,1 m. voor de bevestiging mogen de neerwaartse geleiders contact maken met de muur.
In afvoerbuizen mogen geen neerwaartse geleiders worden geïnstalleerd. Het wordt aanbevolen om geleiders op de grootst mogelijke afstand van deuren en ramen te plaatsen.
Neergeleiders worden langs rechte en verticale lijnen gelegd, zodat het pad naar de grond zo kort mogelijk is. Het wordt niet aanbevolen om geleiders in de vorm van lussen aan te leggen.
3.2.2.5. Natuurlijke elementen van donsgeleiders
De volgende structurele elementen van gebouwen kunnen als natuurlijke neerwaartse geleiders worden beschouwd:
a) metalen constructies, op voorwaarde dat:
de elektrische continuïteit tussen verschillende elementen is duurzaam en voldoet aan de eisen van artikel 3.2.4.2;
ze zijn niet kleiner dan vereist voor speciaal ontworpen benedengeleiders.
Opmerking. Metalen constructies kunnen een isolerende coating hebben;
b) metalen frame van een gebouw of constructie;
c) onderling verbonden stalen wapening van een gebouw of constructie;
d) delen van de gevel, geprofileerde elementen en ondersteunende metalen constructies van de gevel, op voorwaarde dat:
hun afmetingen komen overeen met de instructies met betrekking tot neerwaartse geleiders, en hun dikte bedraagt minimaal 0,5 mm;
metalen wapening van gebouwen van gewapend beton wordt geacht elektrische continuïteit te bieden als deze aan de volgende voorwaarden voldoet:
ongeveer 50% van de verbindingen van verticale en horizontale staven wordt gemaakt door lassen of heeft een starre verbinding (bouten, draadbinding);
de elektrische continuïteit wordt verzekerd tussen de staalversterking van de verschillende prefab betonblokken en de wapening van de ter plaatse voorbereide betonblokken.
Het is niet nodig om horizontale banden aan te leggen als de metalen frames van het gebouw of de stalen wapening van gewapend beton als neerwaartse geleiders worden gebruikt.
3.2.3. Aardingsschakelaars
3.2.3.1. Algemene Overwegingen
In alle gevallen, met uitzondering van het gebruik van een aparte bliksemafleider, wordt de aardgeleider voor bliksembeveiliging gecombineerd met de aardgeleiders van elektrische installaties en communicatieapparatuur. Als deze aardelektroden om technologische redenen worden gescheiden, moeten ze worden gecombineerd tot een gemeenschappelijk systeem met behulp van een potentiaalvereffeningssysteem.
3.2.3.2. Speciaal aangelegde aardelektroden
Het is raadzaam om de volgende typen aardelektroden te gebruiken: een of meer circuits, verticale (of schuine) elektroden, radiaal divergerende elektroden of een aardcircuit op de bodem van de put, aardingsroosters.
Zwaar ingegraven grondelektroden zijn effectief als de soortelijke weerstand van de grond afneemt met de diepte en op grote diepte aanzienlijk minder blijkt te zijn dan ter hoogte van de gebruikelijke locatie.
Het verdient de voorkeur om de aardelektrode in de vorm van een extern circuit op een diepte van minimaal 0,5 m van het grondoppervlak en op een afstand van minimaal 1 m van de wanden te leggen. Aardelektroden moeten zich op een diepte van minimaal 0,5 m buiten het beschermde object bevinden en zo gelijkmatig mogelijk verdeeld zijn; Tegelijkertijd moeten we ernaar streven hun onderlinge afscherming tot een minimum te beperken.
De legdiepte en het type aardelektroden moeten zorgen voor minimale corrosie, evenals mogelijk minder seizoensvariatie in de aardingsweerstand als gevolg van uitdroging en bevriezing van de grond.
3.2.3.3. Natuurlijke aardelektroden
Onderling verbonden wapening van gewapend beton of andere ondergrondse metalen constructies die voldoen aan de vereisten van clausule 3.2.2.5 van deze Instructie kunnen worden gebruikt als aardelektroden. Als wapening van gewapend beton als aardelektroden wordt gebruikt, moeten er hogere eisen worden gesteld aan de plaatsen van de aansluitingen om mechanische vernietiging van het beton te voorkomen. Bij gebruik van voorgespannen beton moet rekening worden gehouden met de mogelijke gevolgen van bliksemstroom, die onaanvaardbare mechanische spanningen kan veroorzaken.
3.2.4. Bevestigings- en verbindingselementen van de externe MZS
3.2.4.1. Bevestiging
Bliksemafleiders en neerwaartse geleiders zijn stevig bevestigd om breuk of losraken van de geleiders onder invloed van elektrodynamische krachten of willekeurige mechanische invloeden (bijvoorbeeld door een windvlaag of vallende sneeuw) te voorkomen.
3.2.4.2. Verbindingen
Het aantal aderaansluitingen wordt tot een minimum beperkt. Verbindingen worden gemaakt door lassen, solderen, insteken in een klemlip of vastschroeven is ook toegestaan.
3.3. Selectie van bliksemafleiders
3.3.1. Algemene Overwegingen
De keuze van het type en de hoogte van bliksemafleiders wordt gemaakt op basis van de vereiste betrouwbaarheidswaarden. Een object wordt als beschermd beschouwd als het geheel van al zijn bliksemafleiders een beveiligingsbetrouwbaarheid biedt van minimaal .
In alle gevallen wordt het beveiligingssysteem tegen directe blikseminslagen zo gekozen dat maximaal gebruik wordt gemaakt van natuurlijke bliksemafleiders, waarbij eerst alleen naar deze wordt gekeken, en als de bescherming die ze bieden onvoldoende is, in combinatie met speciaal geïnstalleerde bliksemafleiders.
Over het algemeen moet de selectie van bliksemafleiders worden gemaakt met behulp van geschikte computerprogramma's die in staat zijn beschermingszones te berekenen of de waarschijnlijkheid van een bliksemdoorbraak in een object (groep objecten) van elke configuratie met een willekeurige opstelling van vrijwel elk aantal bliksemafleiders van elke configuratie. verschillende types.
Als alle andere zaken gelijk blijven, kan de hoogte van bliksemafleiders worden verminderd als kabelconstructies worden gebruikt in plaats van staafconstructies, vooral wanneer ze langs de buitenomtrek van het object worden opgehangen.
Indien de bescherming van een object wordt verzorgd door de eenvoudigste bliksemafleiders (enkele staaf, enkele kabel, dubbele staaf, dubbele kabel, gesloten kabel), kunnen de afmetingen van de bliksemafleiders worden bepaald met behulp van de in deze norm gespecificeerde beschermingszones.
In het geval van bliksembeveiligingsontwerp voor een normaal voorwerp Het is mogelijk om beschermingszones te bepalen aan de hand van de beschermende hoek of de rollende bolmethode in overeenstemming met de norm van de International Electrotechnical Commission (IEC 1024), op voorwaarde dat de ontwerpvereisten van de International Electrotechnical Commission strenger zijn dan de vereisten van deze instructies.
3.3.2. Typische beschermingszones voor bliksemafleiders en kabelbliksemafleiders
3.3.2.1. Beschermingszones van een bliksemafleider met één staaf
De standaard beschermingszone van een bliksemafleider met enkele staaf van hoogte is een cirkelvormige kegel van hoogte, waarvan de bovenkant samenvalt met de verticale as van de bliksemafleider (Fig. 3.1). De afmetingen van de zone worden bepaald door twee parameters: de hoogte van de kegel en de straal van de kegel op grondniveau.
Afb.3.1. Beschermingszone van een bliksemafleider met één staaf
De onderstaande rekenformules (Tabel 3.4) zijn geschikt voor bliksemafleiders met een hoogte tot 150 m. Voor hogere bliksemafleiders dient een speciale rekenmethode te worden gebruikt.
Tabel 3.4
Berekening van de beschermingszone van een bliksemafleider met één staaf
Betrouwbaarheid van bescherming | Hoogte bliksemafleider, m | Kegelhoogte, m | Kegelradius, m |
Van 100 tot 150 | |||
Van 30 tot 100 | |||
Van 100 tot 150 | |||
Van 30 tot 100 | |||
Van 100 tot 150 |
Voor een beschermingszone met de vereiste betrouwbaarheid (Fig. 3.1) wordt de straal van het horizontale gedeelte op hoogte bepaald door de formule
3.3.2.2. Beschermingszones van een bliksemafleider met enkele kabel
Standaard beschermingszones van een bliksemafleider met enkele kabel met een hoogte worden begrensd door symmetrische geveloppervlakken, die een gelijkbenige driehoek vormen in verticale doorsnede met de top op hoogte en de basis op grondniveau 2 (Fig. 3.2).
Afb.3.2. Beschermingszone van een enkele bovenleiding bliksemafleider:
Afstand tussen kabelophangpunten
De onderstaande rekenformules (Tabel 3.5) zijn geschikt voor bliksemafleiders met een hoogte tot 150 m. Voor grotere hoogten moet speciale software worden gebruikt. Hierna bedoelen we de minimale hoogte van de kabel boven het maaiveld (rekening houdend met de doorbuiging).
Tabel 3.5
Berekening van de beschermingszone van een bliksemafleider met enkele kabel
Betrouwbaarheid van bescherming | Hoogte bliksemafleider, m | Kegelhoogte, m | Kegelradius, m |
Van 30 tot 100 | |||
Van 100 tot 150 | |||
Van 30 tot 100 | |||
Van 100 tot 150 |
De halve breedte van de beschermingszone van de vereiste betrouwbaarheid (zie Fig. 3.2) op een hoogte vanaf het grondoppervlak wordt bepaald door de uitdrukking:
Als het nodig is om het beschermde volume uit te breiden, kunnen aan de uiteinden van de beschermingszone van de bovenleiding zelf beschermingszones voor dragende steunen worden toegevoegd, die worden berekend met behulp van de formules voor bliksemafleiders met één staaf, weergegeven in Tabel 3.4. In het geval van grote kabeldoorbuigingen, bijvoorbeeld in de buurt van bovengrondse hoogspanningslijnen, wordt aanbevolen om de gegarandeerde kans op een bliksemdoorbraak te berekenen met behulp van softwaremethoden, omdat het aanleggen van beschermingszones op basis van de minimale kabelhoogte in de overspanning tot ongerechtvaardigde kosten kan leiden. .
3.3.2.3. Beschermingszones van bliksemafleider met dubbele staaf
Een bliksemafleider wordt als dubbel beschouwd als de afstand tussen de bliksemafleiders de grenswaarde niet overschrijdt. Anders worden beide bliksemafleiders als afzonderlijk beschouwd.
De configuratie van verticale en horizontale secties van standaardbeschermingszones van een bliksemafleider met dubbele staaf (hoogte en afstand tussen bliksemafleiders) wordt weergegeven in figuur 3.3. De constructie van de buitengebieden van dubbele bliksemafleiderzones (halve kegels met afmetingen , ) wordt uitgevoerd volgens de formules in Tabel 3.4 voor bliksemafleiders met één staaf. De afmetingen van de interne gebieden worden bepaald door de parameters en , waarvan de eerste de maximale hoogte van de zone direct bij de bliksemafleiders instelt, en de tweede - de minimale hoogte van de zone in het midden tussen de bliksemafleiders. Bij een afstand tussen bliksemafleiders heeft de zonegrens geen doorbuiging (). Voor afstanden wordt de hoogte bepaald door de uitdrukking
Afb.3.3. Beschermingszone van bliksemafleider met dubbele staaf
De daarin opgenomen maximale afstanden worden berekend met behulp van de empirische formules uit Tabel 3.6, geschikt voor bliksemafleiders met een hoogte tot 150 m. Voor bliksemafleiders op grotere hoogte moet speciale software worden gebruikt.
Tabel 3.6
Berekening van parameters van de beschermingszone van een bliksemafleider met dubbele staaf
Betrouwbaarheid van bescherming | Hoogte bliksemafleider, m | ||
Van 30 tot 100 | |||
Van 100 tot 150 | |||
Van 30 tot 100 | |||
Van 100 tot 150 | |||
Van 30 tot 100 | |||
Van 100 tot 150 |
*De formule komt overeen met het origineel. - Let op "CODE".
De afmetingen van de horizontale secties van de zone worden berekend met behulp van de volgende formules, die gelden voor alle niveaus van beveiligingsbetrouwbaarheid:
maximale halve breedte van de zone in een horizontaal gedeelte op hoogte
lengte van horizontaal gedeelte op hoogte
en bij;
breedte van het horizontale gedeelte in het midden tussen bliksemafleiders 2 op hoogte
3.3.2.4. Beschermingszones van bliksemafleider met dubbele kabel
Een bliksemafleider wordt als dubbel beschouwd als de afstand tussen de kabels de maximale waarde niet overschrijdt. Anders worden beide bliksemafleiders als afzonderlijk beschouwd.
De configuratie van de verticale en horizontale secties van standaardbeschermingszones van een bliksemafleider met dubbele kabel (hoogte en afstand tussen kabels) wordt weergegeven in figuur 3.4. De constructie van de externe gebieden van de zones (twee enkelvoudige oppervlakken met afmetingen , ) wordt uitgevoerd volgens de formules van Tabel 3.5 voor bliksemafleiders met één kabel.
Afb.3.4. Beschermingszone van bliksemafleider met dubbele kabel
De afmetingen van de interne gebieden worden bepaald door de parameters en , waarvan de eerste de maximale hoogte van de zone direct naast de kabels instelt, en de tweede - de minimale hoogte van de zone in het midden tussen de kabels. Bij een afstand tussen de kabels heeft de zonegrens geen doorbuiging (). Voor afstanden wordt de hoogte bepaald door de uitdrukking
De daarin opgenomen maximale afstanden worden berekend met behulp van de empirische formules uit Tabel 3.7, geschikt voor kabels met een ophanghoogte tot 150 m. Voor grotere hoogtes van bliksemafleiders moet speciale software worden gebruikt.
Tabel 3.7
Berekening van parameters van de beschermingszone van een bliksemafleider met dubbele bovenleiding
Betrouwbaarheid van bescherming | Hoogte bliksemafleider, m | ||
Van 30 tot 100 | |||
Van 100 tot 150 | |||
Van 30 tot 100 | |||
Van 100 tot 150 |
De lengte van het horizontale gedeelte van de beschermingszone op hoogte wordt bepaald door de formules:
Om het beschermde volume uit te breiden, kan een beschermingszone van steunen die kabels dragen, worden gesuperponeerd op de zone van een bliksemafleider met dubbele kabel, die is geconstrueerd als een zone van een bliksemafleider met dubbele staaf, als de afstand tussen de steunen kleiner is dan berekend. met behulp van de formules in Tabel 3.6. Anders worden de steunen beschouwd als bliksemafleiders met één staaf.
Wanneer de kabels niet parallel lopen of verschillende hoogtes hebben, of hun hoogte varieert over de overspanning, moet speciale software worden gebruikt om de betrouwbaarheid van hun bescherming te beoordelen. Het wordt ook aanbevolen om hetzelfde te doen bij grote doorbuiging van kabels in de overspanning om onnodige reserves voor de betrouwbaarheid van de bescherming te vermijden.
3.3.2.5 Beschermingszones van een gesloten bovenleidingbliksemafleider
De berekeningsformules van artikel 3.3.2.5 kunnen worden gebruikt om de hoogte te bepalen van de ophanging van een gesloten bovenleidingbliksemafleider, ontworpen om met de vereiste betrouwbaarheid objecten van 30 m hoog te beschermen, gelegen op een rechthoekig gebied in het interne volume van de zone met een minimale horizontale verplaatsing tussen de bliksemafleider en het object gelijk aan (Fig. 3.5). Met de hoogte van de kabelophanging wordt bedoeld de minimale afstand van de kabel tot het aardoppervlak, rekening houdend met mogelijke doorbuiging in het zomerseizoen.
Afb.3.5. Beschermingszone van een gesloten bovenleidingbliksemafleider
De uitdrukking die voor de berekening wordt gebruikt, is
Waarbij de constanten en worden bepaald afhankelijk van het niveau van beveiligingsbetrouwbaarheid met behulp van de volgende formules:
a) beveiligingsbetrouwbaarheid =0,99
b) beveiligingsbetrouwbaarheid =0,999
De berekende verhoudingen zijn geldig bij 5 m. Werken met kleinere horizontale verplaatsingen van de kabel is onpraktisch vanwege de grote kans op omgekeerde bliksemoverlappingen van de kabel naar het beschermde object. Gesloten bliksemafleiders met bovenleiding worden niet aanbevolen als de vereiste beveiligingsbetrouwbaarheid minder dan 0,99 bedraagt.
Als de hoogte van het object groter is dan 30 m, wordt de hoogte van de gesloten draadbliksemafleider softwarematig bepaald. Hetzelfde moet worden gedaan voor een gesloten contour met een complexe vorm.
Na het selecteren van de hoogte van bliksemafleiders op basis van hun beschermingszones, wordt aanbevolen om de werkelijke waarschijnlijkheid van een doorbraak te controleren met behulp van computerhulpmiddelen, en in het geval van een grote betrouwbaarheidsmarge een aanpassing uit te voeren door een lagere hoogte van bliksemafleiders in te stellen.
Hieronder vindt u de regels voor het bepalen van beschermingszones voor objecten tot 60 m hoogte, zoals vastgelegd in de IEC-norm (IEC 1024-1-1). Bij het ontwerpen kan elke beschermingsmethode worden gekozen, maar de praktijk toont aan dat het raadzaam is om individuele methoden te gebruiken in de volgende gevallen:
de beschermende hoekmethode wordt gebruikt voor constructies met een eenvoudige vorm of voor kleine delen van grote constructies;
fictieve bolmethode - voor structuren met een complexe vorm;
Het gebruik van een beschermend gaas is in het algemeen en vooral voor oppervlaktebescherming aan te raden.
Tabel 3.8 voor beschermingsniveaus I-IV toont de waarden van de hoeken aan de bovenkant van de beschermingszone, de stralen van de fictieve bol, evenals de maximaal toegestane rastercelsteek.
Tabel 3.8
Waarden van hoeken aan de bovenkant van de beschermingszone, stralen van de fictieve bol en maximaal toegestane rastercelafstand
Beschermingsniveau | Straal van fictieve bol, m | Hoek, graden, aan de bovenkant van de bliksemafleider voor gebouwen van verschillende hoogtes, m | Rastercelafstand, m |
|||
________________
*In deze gevallen zijn alleen meshes of fictieve bollen van toepassing.
Bliksemafleiders, masten en kabels worden zo geplaatst dat alle delen van de constructie zich in de beschermingszone bevinden die onder een hoek met de verticaal is gevormd. De beschermende hoek wordt gekozen volgens Tabel 3.8 en is de hoogte van de bliksemafleider boven het oppervlak dat zal worden beschermd.
De beschermingshoekmethode wordt niet gebruikt als deze groter is dan de straal van de fictieve bol gedefinieerd in Tabel 3.8 voor het overeenkomstige beschermingsniveau.
De fictieve bolmethode wordt gebruikt om de beschermingszone voor een deel of gebieden van een constructie te bepalen wanneer, volgens Tabel 3.4, het bepalen van de beschermingszone op basis van de beschermingshoek is uitgesloten. Een object wordt als beschermd beschouwd als de fictieve bol, die het oppervlak van de bliksemafleider raakt en het vlak waarop deze is geïnstalleerd, geen gemeenschappelijke punten heeft met het beschermde object.
Het gaas beschermt het oppervlak als aan de volgende voorwaarden wordt voldaan:
de gaasgeleiders lopen langs de rand van het dak, het dak reikt verder dan de totale afmetingen van het gebouw;
de maasgeleider loopt langs de daknok als de dakhelling groter is dan 1/10;
de zijvlakken van de constructie op niveaus hoger dan de straal van de fictieve bol (zie Tabel 3.8) worden beschermd door bliksemafleiders of gaas;
De celgroottes van het raster zijn niet groter dan aangegeven in Tabel 3.8;
het rooster is zo gemaakt dat de bliksemstroom altijd minimaal twee verschillende paden naar de aardelektrode heeft; er mogen geen metalen delen buiten de buitencontouren van het gaas uitsteken.
De netgeleiders worden zo ver mogelijk langs de kortste paden gelegd.
3.3.4. Bescherming van elektrische metalen kabeltransmissielijnen van backbone- en intrazonale communicatienetwerken
3.3.4.1. Bescherming van nieuw ontworpen kabellijnen
Op nieuw ontworpen en gereconstrueerde kabellijnen van de hoofd- en intrazonale communicatienetwerken moeten zonder mankeren beschermende maatregelen worden getroffen in die gebieden waar de waarschijnlijke schadedichtheid (het waarschijnlijke aantal gevaarlijke blikseminslagen) de toegestane limiet overschrijdt die is gespecificeerd in Tabel 3.9 .
Tabel 3.9
Toegestaan aantal gevaarlijke blikseminslagen per 100 km traject per jaar voor elektrische communicatiekabels
3.3.4.2. Bescherming van nieuwe lijnen die in de buurt van bestaande lijnen zijn aangelegd
Als de ontworpen kabellijn in de buurt van een bestaande kabellijn wordt gelegd en het werkelijke aantal schades aan deze laatste tijdens de exploitatie ervan gedurende een periode van minimaal 10 jaar bekend is, dan is bij het ontwerpen van kabelbescherming tegen blikseminslag de norm voor de toegestane schade dichtheid houdt rekening met het verschil tussen de werkelijke en de berekende beschadigbaarheid van de bestaande kabellijn.
In dit geval wordt de toegestane schadedichtheid van de ontworpen kabellijn gevonden door de toegestane dichtheid uit Tabel 3.9 te vermenigvuldigen met de verhouding tussen de berekende en werkelijke schade aan de bestaande kabel door blikseminslag per 100 km traject per jaar:
3.3.4.3. Bescherming van bestaande kabellijnen
Op bestaande kabellijnen worden beschermende maatregelen genomen in die gebieden waar schade is opgetreden door blikseminslagen, en de lengte van het beschermde gebied wordt bepaald door de terreinomstandigheden (de lengte van een heuvel of een gebied met verhoogde bodemweerstand, enz.) , maar er wordt aangenomen dat ze zich op ten minste 100 m afstand van de schadelocatie bevinden. In deze gevallen is het noodzakelijk om bliksembeveiligingskabels in de grond te leggen. Als een kabellijn die al bescherming heeft, beschadigd is, wordt na het elimineren van de schade de staat van de bliksembeveiligingsapparatuur gecontroleerd en pas daarna wordt besloten om extra bescherming te installeren in de vorm van het leggen van kabels of het vervangen van de bestaande kabel door een meer bliksembestendig. Beveiligingswerkzaamheden moeten onmiddellijk worden uitgevoerd nadat de bliksemschade is verholpen.
3.3.5. Bescherming van optische kabeltransmissielijnen van backbone- en intrazonale communicatienetwerken
3.3.5.1. Toegestaan aantal gevaarlijke blikseminslagen in optische lijnen van trunk- en intrazonale communicatienetwerken
Op de ontworpen optische kabeltransmissielijnen van de hoofd- en intrazonale communicatienetwerken zijn beschermende maatregelen tegen schade door blikseminslag verplicht in die gebieden waar het waarschijnlijke aantal gevaarlijke blikseminslagen (waarschijnlijke schadedichtheid) in de kabels het toegestane aantal overschrijdt in Tabel 3.10.
Tabel 3.10
Toegestaan aantal gevaarlijke blikseminslagen per 100 km traject per jaar voor optische communicatiekabels
Bij het ontwerpen van transmissielijnen voor optische kabels wordt overwogen om kabels te gebruiken met een bliksemweerstandscategorie die niet lager is dan die gegeven in Tabel 3.11, afhankelijk van het doel van de kabels en de installatieomstandigheden. In dit geval kunnen bij het leggen van kabels in open gebieden uiterst zelden beschermende maatregelen nodig zijn, alleen in gebieden met een hoge bodemweerstand en verhoogde onweersbuien.
Tabel 3.11
3.3.5.3. Bescherming van bestaande optische kabellijnen
Op bestaande optische kabeltransmissielijnen worden beschermende maatregelen uitgevoerd in die gebieden waar schade is opgetreden door blikseminslagen, en de lengte van het beschermde gebied wordt bepaald door de terreinomstandigheden (de lengte van een heuvel of een gebied met verhoogde bodemweerstand, enz. .), maar moet zich in elke richting ten minste 100 m van de schadelocatie bevinden. In deze gevallen is het noodzakelijk om te zorgen voor het leggen van beschermende draden.
Er wordt direct na het elimineren van de bliksemschade gewerkt aan het installeren van beschermingsmaatregelen.
3.3.6. Bescherming tegen blikseminslag van elektrische en optische communicatiekabels die in bevolkte gebieden zijn aangelegd
Bij het leggen van kabels in een bevolkt gebied, behalve bij het kruisen en naderen van bovengrondse lijnen met een spanning van 110 kV en hoger, wordt geen bescherming tegen blikseminslag geboden.
3.3.7. Bescherming van kabels die langs de rand van het bos zijn gelegd, in de buurt van geïsoleerde bomen, steunen, masten
Bescherming van communicatiekabels die langs de rand van een bos zijn gelegd, evenals in de buurt van objecten met een hoogte van meer dan 6 m (vrijstaande bomen, communicatielijnsteunen, elektriciteitskabels, bliksemafleidermasten, enz.) wordt geboden als de afstand tussen de kabel en het object (of het ondergrondse deel ervan)) kleiner dan de afstanden gegeven in Tabel 3.12 voor verschillende waarden van de aardweerstand.
Tabel 3.12
Toegestane afstanden tussen kabel en aardlus (steun)
4. BESCHERMING TEGEN SECUNDAIRE IMPACT VAN BLIKSEM
4.1. Algemene bepalingen
Hoofdstuk 4 schetst de basisprincipes van bescherming tegen secundaire effecten van bliksem van elektrische en elektronische systemen, rekening houdend met de IEC-aanbevelingen (IEC 61312-normen). Deze systemen worden gebruikt in veel industrieën waar tamelijk complexe en dure apparatuur wordt gebruikt. Ze zijn gevoeliger voor bliksem dan eerdere generaties apparaten en er zijn speciale maatregelen genomen om ze te beschermen tegen de gevaarlijke gevolgen van bliksem.
4.2. Bliksembeveiligingszones
De ruimte waarin elektrische en elektronische systemen zich bevinden, moet worden verdeeld in zones met verschillende mate van bescherming. De zones worden gekenmerkt door een significante verandering in elektromagnetische parameters aan de grenzen. Over het algemeen geldt: hoe hoger het zonenummer, hoe lager de waarden van de parameters van elektromagnetische velden en spanningsstromen in de zoneruimte.
Zone 0 is de zone waar elk object wordt blootgesteld aan een directe blikseminslag, en daarom de volledige bliksemstroom er doorheen kan stromen. In dit gebied heeft het elektromagnetische veld zijn maximale waarde.
Zone 0 is een zone waar objecten niet direct worden beïnvloed door bliksem, maar het elektromagnetische veld niet wordt verzwakt en ook een maximale waarde heeft.
Zone 1 - een zone waar objecten niet onderhevig zijn aan directe blikseminslagen en de stroom in alle geleidende elementen binnen de zone minder is dan in zone 0; in dit gebied kan het elektromagnetische veld worden verzwakt door afscherming.
Andere zones - deze zones worden geïnstalleerd als een verdere vermindering van de stroom en (of) verzwakking van het elektromagnetische veld vereist is; vereisten voor zoneparameters worden bepaald in overeenstemming met de vereisten voor de bescherming van verschillende zones van de faciliteit.
De algemene principes voor het verdelen van de beschermde ruimte in bliksembeveiligingszones worden getoond in figuur 4.1.
Afb.4.1. Bliksembeveiligingszones
Aan de grenzen van de zones worden maatregelen genomen om alle metalen elementen en communicatie die de grens oversteken af te schermen en te verbinden.
Twee ruimtelijk gescheiden zones 1 kunnen via een afgeschermde verbinding een gemeenschappelijke zone vormen (Fig. 4.2).
Afb.4.2. Twee zones combineren
4.3. Afscherming
Afscherming is de belangrijkste methode om elektromagnetische interferentie te verminderen.
De metalen structuur van een bouwconstructie wordt gebruikt of kan worden gebruikt als scherm. Een dergelijke schermconstructie wordt bijvoorbeeld gevormd door de stalen wapening van het dak, de wanden, de vloeren van het gebouw, maar ook metalen delen van het dak, de gevels, stalen kozijnen en roosters. Deze afschermingsstructuur vormt een elektromagnetisch schild met openingen (door ramen, deuren, ventilatieopeningen, maasafstanden in de wapening, sleuven in de metalen gevel, openingen voor elektriciteitsleidingen, etc.). Om de invloed van elektromagnetische velden te verminderen, worden alle metalen elementen van het object elektrisch gecombineerd en verbonden met het bliksembeveiligingssysteem (Fig. 4.3).
Afb.4.3. Ruimtelijk scherm gemaakt van stalen wapening
Als kabels tussen aangrenzende objecten lopen, worden de aardelektroden van laatstgenoemde aangesloten om het aantal parallelle geleiders te vergroten en daardoor de stromen in de kabels te verminderen. Aan deze eis wordt goed voldaan door een aardingssysteem in de vorm van een rooster. Om geïnduceerde interferentie te verminderen, kunt u het volgende gebruiken:
externe afscherming;
rationeel leggen van kabellijnen;
afscherming van stroom- en communicatielijnen.
Al deze activiteiten kunnen tegelijkertijd worden uitgevoerd.
Als er zich binnen de beschermde ruimte afgeschermde kabels bevinden, zijn hun afschermingen aan beide uiteinden en aan de zonegrenzen verbonden met het bliksembeveiligingssysteem.
Kabels die van het ene object naar het andere lopen, worden over de hele lengte gelegd in metalen buizen, gaasdozen of dozen van gewapend beton met gaasversterking. Metalen elementen van leidingen, kanalen en kabelschermen worden aangesloten op de aangegeven gemeenschappelijke objectbussen. Metalen dozen of trays mogen niet worden gebruikt als de kabelafschermingen bestand zijn tegen de verwachte bliksemstroom.
4.4. Verbindingsvereisten
Verbindingen van metalen elementen zijn nodig om het potentiaalverschil daartussen binnen het beschermde object te verkleinen. Verbindingen die zich binnen de beschermde ruimte bevinden en de grenzen van bliksembeveiligingszones van metalen elementen en systemen overschrijden, worden gemaakt aan de grenzen van de zones. Verbindingen moeten worden gemaakt met behulp van speciale geleiders of klemmen en, indien nodig, overspanningsbeveiligingen.
4.4.1. Verbindingen op zonegrenzen
Alle geleiders die van buitenaf de faciliteit binnenkomen, zijn aangesloten op het bliksembeveiligingssysteem.
Als externe geleiders, stroomkabels of communicatiekabels op verschillende punten de faciliteit binnenkomen en er dus meerdere gemeenschappelijke rails zijn, worden deze langs de kortste weg verbonden met een gesloten aardlus, structurele versterking en metalen buitenbekleding (indien aanwezig). Als er geen gesloten aardlus is, worden deze gemeenschappelijke rails verbonden met individuele aardelektroden en verbonden door een buitenste ringgeleider of een gebroken ring. Als externe geleiders een bovengrondse faciliteit binnenkomen, moeten de gemeenschappelijke staven worden aangesloten op een horizontale ringgeleider binnen of buiten de muren. Deze geleider is op zijn beurt verbonden met de onderste geleiders en fittingen.
Geleiders en kabels die de faciliteit op grondniveau binnenkomen, worden aanbevolen om te worden aangesloten op een bliksembeveiligingssysteem op hetzelfde niveau. De gemeenschappelijke stroomrail op het punt waar de kabel het gebouw binnenkomt, bevindt zich zo dicht mogelijk bij de aardelektrode en de structuurversterking waarmee deze is verbonden.
De ringgeleider wordt elke 5 m aangesloten op fittingen of andere afschermingselementen zoals metalen bekleding. De minimale doorsnede van koperen of gegalvaniseerde stalen elektroden is 50 mm.
Algemene rails voor objecten met informatiesystemen, waarbij naar verwachting de invloed van bliksemstromen tot een minimum wordt beperkt, moeten zijn vervaardigd uit metalen platen met een groot aantal aansluitingen op fittingen of andere afschermingselementen.
Voor contactaansluitingen en ovdie zich op de grenzen van zones 0 en 1 bevinden, worden de huidige parameters gespecificeerd in Tabel 2.3 geaccepteerd. Als er meerdere geleiders zijn, wordt rekening gehouden met de verdeling van de stromen langs de geleiders.
Voor geleiders en kabels die een object op grondniveau binnendringen, wordt beoordeeld welk deel van de bliksemstroom zij geleiden.
De doorsneden van de aansluitgeleiders worden bepaald volgens tabellen 4.1 en 4.2. Tabel 4.1 wordt gebruikt als meer dan 25% van de bliksemstroom door het geleidende element vloeit, en tabel 4.2 als minder dan 25%.
Tabel 4.1
Geleiderdoorsneden waar de meeste lijnstroom doorheen vloeit
Tabel 4.2
Geleiderdoorsneden waar een klein deel van de lijnstroom doorheen vloeit
Het ois zo geselecteerd dat het een deel van de bliksemstroom kan weerstaan, overspanningen kan beperken en de begeleidende stromen na de hoofdimpulsen kan afsluiten.
De maximale overspanning die de faciliteit binnenkomt, wordt gecoördineerd met de weerstandsspanning van het systeem.
Om de waarde tot een minimum te beperken, zijn de lijnen met geleiders van minimale lengte op de gemeenschappelijke bus aangesloten.
Op deze grenzen zijn alle geleidende elementen, zoals kabellijnen, die de grenzen van bliksembeveiligingszones overschrijden, met elkaar verbonden. De verbinding wordt gemaakt op een gemeenschappelijke bus, waarop ook afschermingen en andere metalen elementen (bijvoorbeeld apparatuurbehuizingen) zijn aangesloten.
Voor terminals en ovworden de huidige nominale waarden van geval tot geval beoordeeld. De maximale overspanning bij elke grens wordt gecoördineerd met de weerstandsspanning van het systeem. Ook overspanningsbeveiligingen aan de grenzen van verschillende zones worden op energiekarakteristieken afgestemd.
4.4.2. Verbindingen binnen het beveiligde volume
Alle interne geleidende elementen van aanzienlijke omvang, zoals liftgeleiders, kranen, metalen vloeren, metalen deurkozijnen, buizen, kabelgoten, zijn langs de kortste weg verbonden met het dichtstbijzijnde gemeenschappelijke stroomrail of ander gemeenschappelijk verbindingselement. Extra aansluitingen van geleidende elementen zijn eveneens wenselijk.
De doorsneden van de aansluitgeleiders zijn aangegeven in Tabel 4.2. Er wordt aangenomen dat slechts een klein deel van de bliksemstroom door de verbindingsgeleiders gaat.
Alle open geleidende delen van informatiesystemen zijn verbonden in één netwerk. In bijzondere gevallen mag een dergelijk netwerk geen verbinding hebben met de aardelektrode.
Er zijn twee manieren om metalen onderdelen van informatiesystemen, zoals behuizingen, omhulsels of frames, aan te sluiten op de aardelektrode.
De eerste basisconfiguratie van verbindingen, gemaakt in de vorm van een radiaal systeem of in een raster.
Bij gebruik van een radiaal systeem zijn alle metalen onderdelen volledig geïsoleerd van de aardelektrode, behalve het enkele verbindingspunt ermee. Typisch wordt een dergelijk systeem gebruikt voor relatief kleine objecten, waarbij alle elementen en kabels op één punt het object binnenkomen.
Het radiale aardingssysteem is slechts op één punt verbonden met het algemene aardingssysteem (Fig. 4.4). In dit geval worden alle lijnen en kabels tussen apparatuurapparatuur evenwijdig aan de steraardingsgeleiders gelegd om de inductielus te verminderen. Dankzij aarding op één punt komen laagfrequente stromen die optreden tijdens een blikseminslag niet in het informatiesysteem terecht. Bovendien veroorzaken bronnen van laagfrequente interferentie binnen het informatiesysteem geen stromen in het aardingssysteem. Draden worden uitsluitend op het centrale punt van het potentiaalvereffeningssysteem in de beveiligingszone gestoken. Het opgegeven gemeenschappelijke punt is tevens het beste aansluitpunt vooren.
Afb.4.4. Aansluitschema voor voeding en communicatiedraden
met een stervormig potentiaalvereffeningssysteem
Bij gebruik van een gaas zijn de metalen delen ervan niet geïsoleerd van het algemene aardingssysteem (Fig. 4.5). Het elektriciteitsnet is op veel punten aangesloten op het totale systeem. Mesh wordt doorgaans gebruikt voor lange open systemen waarbij apparatuur is verbonden door een groot aantal verschillende lijnen en kabels en waar deze op verschillende punten de faciliteit binnenkomen. In dit geval heeft het hele systeem een lage weerstand op alle frequenties. Bovendien verzwakt een groot aantal kortgesloten rasterlussen het magnetische veld nabij het informatiesysteem. Apparaten in de beveiligingszone zijn via meerdere geleiders over de kortste afstanden met elkaar verbonden, evenals met de metalen delen van de beveiligingszone en de zoneafscherming. In dit geval wordt maximaal gebruik gemaakt van de metalen onderdelen die in het apparaat aanwezig zijn, zoals fittingen in de vloer, wanden en dak, metalen roosters, metalen apparatuur voor niet-elektrische doeleinden, zoals leidingen, ventilatie en kabelgoten.
Afb.4.5. Mesh-implementatie van het potentiaalvereffeningssysteem
Zowel radiale als mesh-configuraties kunnen worden gecombineerd tot een complex systeem, zoals weergegeven in figuur 4.6. Meestal, hoewel dit niet nodig is, wordt de aansluiting van het lokale aardingsnetwerk op het algemene systeem uitgevoerd aan de grens van de bliksembeveiligingszone.
Afb.4.6. Uitgebreide implementatie van het potentiaalvereffeningssysteem
4.5. Aarding
De hoofdtaak van een geaard bliksembeveiligingsapparaat is om zoveel mogelijk bliksemstroom (50% of meer) naar de grond af te leiden. De rest van de stroom verspreidt zich via communicatie die geschikt is voor het gebouw (kabelmantels, watertoevoerleidingen, enz.). In dit geval ontstaan er geen gevaarlijke spanningen op de aardelektrode zelf. Deze taak wordt uitgevoerd door een gaassysteem onder en rond het gebouw. De aardgeleiders vormen een maaslus die de betonwapening aan de onderkant van de fundering verbindt. Dit is een gebruikelijke methode om een elektromagnetisch schild aan de onderkant van een gebouw te creëren. De ringgeleider rondom het gebouw en/of in het beton aan de omtrek van de fundering wordt met aardgeleiders verbonden met het aardingssysteem, doorgaans om de 5 m. Op de aangegeven ringgeleiders kan een externe aardgeleider worden aangesloten.
De betonversterking aan de onderkant van de fundering is aangesloten op het aardingssysteem. De wapening moet een netwerk vormen dat is aangesloten op het aardingssysteem, meestal om de 5 meter.
Gegalvaniseerd staalgaas met een maaswijdte van typisch 5 m kan worden gebruikt, gelast of mechanisch bevestigd aan de wapeningsstaven, meestal om de 1 m. De uiteinden van de gaasgeleiders kunnen dienen als aardgeleiders voor de verbindingsstrips. Figuren 4.7 en 4.8 tonen voorbeelden van een gaasaardingsapparaat.
Afb.4.7. Mesh-aardingsapparaat bouwen:
1 - netwerk van verbindingen; 2 - aardelektrode
Afb.4.8. Mesh-aardingsapparaat voor productiefaciliteiten:
1 - gebouwen; 2 - toren; 3 - uitrusting; 4 - kabelgoot
Door de verbinding tussen de aardelektrode en het verbindingssysteem ontstaat een aardingssysteem. De hoofdtaak van het aardingssysteem is het verkleinen van het potentiaalverschil tussen alle punten van het gebouw en de apparatuur. Dit probleem wordt opgelost door een groot aantal parallelle paden voor bliksemstromen en geïnduceerde stromen te creëren, waardoor een netwerk ontstaat met lage weerstand over een breed frequentiebereik. Meerdere en parallelle paden hebben verschillende resonantiefrequenties. Meerdere circuits met frequentieafhankelijke impedanties creëren één enkel netwerk met lage impedantie voor interferentie in het beschouwde spectrum.
4.6. Apparaten voor overspanningsbeveiliging
Ov(SPD's) worden geïnstalleerd op het punt waar de stroomvoorziening, besturings-, communicatie- en telecommunicatielijnen de grens van twee afschermingszones overschrijden. SPD's zijn gecoördineerd om een aanvaardbare belastingsverdeling tussen hen te bereiken in overeenstemming met hun weerstand tegen vernietiging, en om de kans op vernietiging van de beschermde apparatuur onder invloed van bliksemstroom te verkleinen (Fig. 4.9).
Afb.4.9. Een voorbeeld van het installeren van een SPD in een gebouw
Het wordt aanbevolen om de stroom- en communicatielijnen die het gebouw binnenkomen met één bus te verbinden en hun SPD's zo dicht mogelijk bij elkaar te plaatsen. Dit is vooral belangrijk in gebouwen gemaakt van niet-afschermend materiaal (hout, baksteen, enz.). SPD's worden zo geselecteerd en geïnstalleerd dat de bliksemstroom hoofdzakelijk wordt afgevoerd naar het aardingssysteem aan de grens van zones 0 en 1.
Omdat de energie van de bliksemstroom grotendeels aan deze grens wordt gedissipeerd, beschermen daaropvolgende SPD's alleen tegen de resterende energie en de effecten van het elektromagnetische veld in zone 1. Voor de beste bescherming tegen overspanningen worden korte verbindingsgeleiders, leidingen en kabels gebruikt wanneer SPD's installeren.
Op basis van de vereisten voor de coördinatie van de isolatie in energiecentrales en de weerstand tegen schade aan de beschermde apparatuur, wordt het SPD-spanningsniveau lager dan de maximale spanningswaarde gekozen, zodat de impact op de beschermde apparatuur altijd onder het toegestane niveau ligt. Als het weerstandsniveau tegen schade onbekend is, gebruik dan het indicatieve of uit een test afgeleide niveau. Het aantal SPD's in het beveiligde systeem hangt af van de weerstand van de beschermde apparatuur tegen schade en de kenmerken van de SPD's zelf.
4.7. Beveiliging van apparatuur in bestaande gebouwen
Het toenemende gebruik van geavanceerde elektronische apparatuur in bestaande gebouwen vereist een betere bescherming tegen bliksem en andere elektromagnetische interferentie. Er wordt rekening mee gehouden dat in bestaande gebouwen de noodzakelijke bliksembeveiligingsmaatregelen worden geselecteerd, rekening houdend met de kenmerken van het gebouw, zoals structurele elementen, bestaande stroom- en informatieapparatuur.
De behoefte aan beschermende maatregelen en de selectie ervan worden bepaald op basis van de initiële gegevens die worden verzameld in de fase van het pre-ontwerponderzoek. Een geschatte lijst van dergelijke gegevens wordt gegeven in de tabellen 4.3-4.6.
Tabel 4.3
Eerste gegevens over het gebouw en de omgeving
Tabel 4.4
Initiële uitrustingsgegevens
Tabel 4.5
Kenmerken van de uitrusting
Tabel 4.6
Overige informatie over de keuze van het beveiligingsconcept
Op basis van de risicoanalyse en gegevens uit de tabellen 4.3-4.6 wordt een beslissing genomen over de noodzaak om een bliksembeveiligingssysteem te bouwen of te reconstrueren.
4.7.1 Beveiligingsmaatregelen bij gebruik van een extern bliksembeveiligingssysteem
De hoofdtaak is het vinden van een optimale oplossing om het externe bliksembeveiligingssysteem en andere maatregelen te verbeteren.
Verbetering van het externe bliksembeveiligingssysteem wordt bereikt:
1) opname van de externe metalen bekleding en het dak van het gebouw in het bliksembeveiligingssysteem;
2) het gebruik van extra geleiders als de fittingen over de gehele hoogte van het gebouw zijn aangesloten - van het dak via de muren tot de aarding van het gebouw;
3) het verkleinen van de openingen tussen metaalafdalingen en het verkleinen van de steek van de bliksemafleidercel;
4) installatie van verbindingsstrips (flexibele platte geleiders) op de verbindingen tussen aangrenzende maar structureel gescheiden blokken; de afstand tussen de rijstroken moet de helft zijn van de afstand tussen de hellingen;
5) een verlengde draad verbinden met individuele blokken van het gebouw; Meestal zijn aansluitingen op elke hoek van de kabelgoot nodig en worden de verbindingsstrips zo kort mogelijk gehouden;
6) bescherming door afzonderlijke bliksemafleiders aangesloten op een algemeen bliksembeveiligingssysteem, als metalen delen van het dak bescherming nodig hebben tegen een directe blikseminslag; De bliksemafleider bevindt zich op veilige afstand van het opgegeven element.
4.7.2. Beschermende maatregelen bij het gebruik van kabels
Effectieve maatregelen om overspanningen te verminderen zijn het rationeel leggen en afschermen van kabels. Deze maatregelen zijn des te belangrijker naarmate er minder afscherming is van het externe bliksembeveiligingssysteem.
Grote lussen kunnen worden vermeden door stroomkabels en afgeschermde communicatiekabels samen te laten lopen. Het scherm wordt aan beide uiteinden met de apparatuur verbonden.
Eventuele extra afscherming, zoals het leggen van draden en kabels in metalen buizen of bakken tussen verdiepingen, vermindert de impedantie van het totale verbindingssysteem. Deze maatregelen zijn het belangrijkst voor hoge of grote gebouwen, of wanneer apparatuur bijzonder betrouwbaar moet werken.
De voorkeurslocaties voor installatie van de SPD zijn respectievelijk de grenzen van zones 0/1 en zones 0/1/2, gelegen bij de ingang van het gebouw.
In de regel wordt het gemeenschappelijke netwerk van verbindingen in de bedrijfsmodus niet gebruikt als retourgeleider van een stroom- of informatiecircuit.
4.7.3. Voorzorgsmaatregelen bij het gebruik van antennes en andere apparatuur
Voorbeelden van dergelijke apparatuur zijn verschillende externe apparaten zoals antennes, meteorologische sensoren, bewakingscamera's voor buiten, buitensensoren in industriële installaties (druk, temperatuur, debiet, klepstandsensoren, enz.) en alle andere elektrische, elektronische en radioapparatuur die is geïnstalleerd extern op een gebouw, mast of industriële tank.
Indien mogelijk wordt de bliksemafleider zo geïnstalleerd dat de apparatuur beschermd is tegen directe blikseminslag. Individuele antennes worden om technologische redenen volledig open gelaten. Sommige hebben ingebouwde bliksembeveiligingssystemen en zijn zonder schade bestand tegen blikseminslagen. Bij andere, minder robuuste antennetypen is mogelijk de installatie van een SPD op de voedingskabel vereist om te voorkomen dat bliksemstroom via de antennekabel naar de ontvanger of zender loopt. Als er een extern bliksembeveiligingssysteem aanwezig is, worden de antennesteunen daaraan bevestigd.
Spanningsinductie in kabels tussen gebouwen kan worden voorkomen door ze in aangesloten metalen bakken of leidingen te leggen. Alle kabels die naar de antennegerelateerde apparatuur leiden, worden met de uitlaat van de buis op één punt gelegd. Besteed maximale aandacht aan de afschermende eigenschappen van het object zelf en leg kabels in de buisvormige elementen. Indien dit niet mogelijk is, zoals bij procestanks het geval is, worden de kabels buiten, maar zo dicht mogelijk bij het object gelegd, waarbij maximaal gebruik wordt gemaakt van natuurlijke schermen zoals metalen trappen, leidingen etc. In masten met -vormige hoek elementen, de kabels bevinden zich in de hoek voor maximale natuurlijke bescherming. Als laatste redmiddel moet naast de antennekabel een emet een minimale doorsnede van 6 mm worden geplaatst. Al deze maatregelen verminderen de geïnduceerde spanning in de lus gevormd door de kabels en het gebouw, en verminderen dienovereenkomstig de kans op een storing daartussen, dat wil zeggen de kans op een boog die optreedt in de apparatuur tussen het elektrische netwerk en het gebouw. .
4.7.4. Maatregelen ter bescherming van stroomkabels en communicatiekabels tussen gebouwen
Verbindingen tussen gebouwen zijn onderverdeeld in twee hoofdtypen: met metaal omhulde stroomkabels, metalen (twisted pair, golfgeleider, coaxiale en gestrande kabels) en glasvezelkabels. Beveiligingsmaatregelen zijn afhankelijk van de soorten kabels, hun aantal en of de bliksembeveiligingssystemen van de twee gebouwen zijn aangesloten.
Volledig geïsoleerde glasvezelkabel (zonder metalen pantsering, vochtwerende folie of stalen binnengeleider) kan zonder extra beschermingsmaatregelen worden gebruikt. Het gebruik van een dergelijke kabel is de beste optie, omdat deze volledige bescherming biedt tegen elektromagnetische invloeden. Als de kabel echter een verlengd metalen element bevat (met uitzondering van op afstand gelegen stroomkernen), is dit laatste bij de ingang van het gebouw verbonden met het algemene potentiaalvereffeningssysteem en mag het niet rechtstreeks in de optische ontvanger of zender terechtkomen. Als gebouwen dicht bij elkaar staan en de bliksembeveiligingssystemen niet zijn aangesloten, verdient het de voorkeur om glasvezelkabels zonder metalen elementen te gebruiken om hoge stromen in deze elementen en hun oververhitting te voorkomen. Als er een kabel is aangesloten op het bliksembeveiligingssysteem, dan kunt u een optische kabel met metalen elementen gebruiken om een deel van de stroom van de eerste kabel af te leiden.
Metalen kabels tussen gebouwen met geïsoleerde bliksembeveiligingssystemen. Bij deze aansluiting van beveiligingssystemen is schade aan beide uiteinden van de kabel zeer waarschijnlijk als gevolg van de doorgang van bliksemstroom. Daarom is het noodzakelijk om aan beide uiteinden van de kabel een SPD te installeren en, waar mogelijk, de bliksembeveiligingssystemen van twee gebouwen aan te sluiten en de kabel in aangesloten metalen goten te leggen.
Metalen kabels tussen gebouwen met aangesloten bliksembeveiligingssystemen. Afhankelijk van het aantal kabels tussen gebouwen kunnen beschermende maatregelen het aansluiten van kabelgoten (voor meerdere kabels), afscherming of het gebruik van flexibele metalen leidingen voor meeraderige besturingskabels (voor grote aantallen kabels) omvatten. Het aansluiten van beide uiteinden van de kabel op bijbehorende bliksembeveiligingssystemen biedt vaak voldoende afscherming, vooral als er veel kabels zijn en de stroom daartussen wordt gedeeld.
Hulp aanvulling
aan de Instructies voor de installatie van bliksembeveiliging van gebouwen, constructies en
industriële communicatie (SO 153-34.21.122-2003)
Operationele en technische documentatie, acceptatieprocedure
inbedrijfstelling en bediening van bliksembeveiligingsapparatuur
1. Ontwikkeling van operationele en technische documentatie
Alle organisaties en ondernemingen moeten, ongeacht hun eigendomsvorm, een reeks operationele en technische documentatie ontwikkelen voor de bliksembeveiliging van faciliteiten die een bliksembeveiligingsapparaat vereisen.
De set operationele en technische documentatie voor bliksembeveiliging moet het volgende bevatten:
toelichting;
diagrammen van bliksembeveiligingszones;
werktekeningen van bliksemafleiderconstructies (constructiedeel), structurele elementen van bescherming tegen secundaire manifestaties van bliksem, tegen driften van hoge potentiëlen door grond- en ondergrondse metaalcommunicatie, tegen glijdende vonkkanalen en ontladingen in de grond;
acceptatiedocumentatie (handelingen van acceptatie van bliksembeveiligingsapparatuur in gebruik samen met bijlagen: handelingen voor verborgen werkzaamheden, handelingen voor het testen van bliksembeveiligingsapparatuur en bescherming tegen secundaire manifestaties van bliksem en de introductie van high-potentials).
De toelichting moet het volgende bevatten:
initiële gegevens voor de ontwikkeling van operationele en technische documentatie;
geaccepteerde methoden voor bliksembeveiliging van objecten;
berekeningen van beschermingszones, aardgeleiders, neerwaartse geleiders en beschermingselementen tegen secundaire manifestaties van bliksem.
In de toelichting wordt vermeld: de onderneming die de set operationele en technische documentatie heeft ontwikkeld; de basis voor de ontwikkeling ervan, een lijst met actuele regelgevingsdocumenten en technische documentatie die de werkzaamheden aan het project begeleidden, speciale vereisten voor het ontworpen apparaat.
De initiële gegevens voor het ontwerpen van bliksembeveiliging van objecten worden door de klant samengesteld, eventueel met tussenkomst van een ontwerporganisatie. Deze moeten het volgende omvatten:
masterplan van faciliteiten met vermelding van de locatie van alle faciliteiten die onderworpen zijn aan bliksembeveiliging, wegen en spoorwegen, grond- en ondergrondse communicatie (verwarmingsleidingen, proces- en sanitaire pijpleidingen, elektrische kabels en bedrading voor welk doel dan ook, enz.);
gegevens over de klimatologische omstandigheden in het gebied waar beschermende apparaten en constructies zich bevinden (intensiteit van onweersbuien, windsnelheid, dikte van de ijswand, enz.), bodemkenmerken die de structuur, agressiviteit en bodemsoort aangeven, grondwaterstand;
elektrische weerstand van de bodem (Ohm m) op de locatie van objecten.
De sectie "Geaccepteerde methoden voor bliksembeveiliging van objecten" schetst de geselecteerde methoden voor het beschermen van gebouwen en constructies tegen direct contact met het bliksemkanaal, secundaire manifestaties van bliksem en de introductie van hoge potentiëlen via bovengrondse en ondergrondse metaalcommunicatie.
Objecten die zijn gebouwd (ontworpen) volgens hetzelfde standaard- of hergebruikt ontwerp, met dezelfde constructiekenmerken en geometrische afmetingen en dezelfde bliksembeveiligingsinrichting, mogen één algemeen ontwerp en berekening van bliksembeveiligingszones hebben. De lijst van deze beschermde objecten wordt gegeven op het diagram van de beschermingszone van een van de constructies.
Bij het controleren van de betrouwbaarheid van de beveiliging met behulp van software worden computerberekeningsgegevens verstrekt in de vorm van een samenvatting van ontwerpopties en wordt er een conclusie getrokken over hun effectiviteit.
Bij het ontwikkelen van technische documentatie is het noodzakelijk om maximaal gebruik te maken van standaardontwerpen van bliksemafleiders en aardgeleiders en standaardwerktekeningen voor bliksembeveiliging ontwikkeld door de relevante ontwerporganisaties.
Bij gebrek aan de mogelijkheid om standaardontwerpen van bliksembeveiligingsapparaten te gebruiken, kunnen werktekeningen van individuele elementen worden ontwikkeld: funderingen, steunen, bliksemafleiders, neerwaartse geleiders, aardgeleiders.
Om het volume aan technische documentatie te verminderen en de bouwkosten te verlagen, wordt aanbevolen om bliksembeveiligingsprojecten te combineren met werktekeningen voor algemene bouwwerkzaamheden en werkzaamheden aan de installatie van sanitaire en elektrische apparatuur om loodgieterscommunicatie en aardelektroden van elektrische apparatuur te gebruiken. apparaten voor bliksembeveiliging.
2. Procedure voor het in gebruik nemen van bliksembeveiligingsinrichtingen
Bliksembeveiligingsapparaten van voltooide constructies (reconstructie) worden door de werkcommissie in gebruik genomen en aan de klant overgedragen voor gebruik vóór de installatie van procesapparatuur, levering en laden van apparatuur en waardevolle eigendommen in gebouwen en constructies.
Acceptatie van bliksembeveiligingsapparatuur op bestaande installaties wordt uitgevoerd door een handeling van de werkcommissie.
De samenstelling van de werkcommissie wordt bepaald door de opdrachtgever; in de werkcommissie zijn doorgaans vertegenwoordigers opgenomen van:
verantwoordelijke voor elektrische apparatuur;
aannemer;
brandweerinspectiediensten.
De volgende documenten worden aan de werkcommissie voorgelegd:
goedgekeurde projecten voor bliksembeveiligingsapparatuur;
handelingen bij verborgen werkzaamheden (voor het ontwerpen en installeren van aardgeleiders en aardgeleiders die niet toegankelijk zijn voor inspectie);
certificaten voor het testen van bliksembeveiligingsapparatuur en bescherming tegen secundaire manifestaties van bliksem en de introductie van hoge potentiëlen via bovengrondse en ondergrondse metaalcommunicatie (gegevens over de weerstand van alle aardgeleiders, resultaten van inspectie en verificatie van werkzaamheden aan de installatie van bliksem staven, neerwaartse geleiders, aardgeleiders, elementen van hun bevestiging, betrouwbaarheid van elektrische verbindingen tussen stroomvoerende elementen en enz.).
De werkcommissie voert een volledige controle en inspectie uit van de voltooide bouw- en installatiewerkzaamheden aan de installatie van bliksembeveiligingsapparatuur.
De aanvaarding van bliksembeveiligingsinrichtingen voor nieuwbouwinstallaties wordt gedocumenteerd in acceptatieakten voor bliksembeveiligingsinrichtingen.
Na de inbedrijfstelling van bliksembeveiligingsapparaten worden paspoorten van bliksembeveiligingsapparaten en paspoorten van aardgeleiders van bliksembeveiligingsapparaten samengesteld, die worden opgeslagen door de persoon die verantwoordelijk is voor de elektrische installaties.
Door het hoofd van de organisatie goedgekeurde wetten worden, samen met ingediende wetten voor verborgen werkzaamheden en meetprotocollen, opgenomen in het paspoort van bliksembeveiligingsapparatuur.
3. Bediening van bliksembeveiligingsapparatuur
Bliksembeveiligingsapparaten voor gebouwen, constructies en externe installaties van objecten worden bediend in overeenstemming met de regels voor de technische werking van elektrische consumenteninstallaties en de instructies van deze instructie. De taak van het bedienen van bliksembeveiligingsapparaten voor objecten is om ze in een staat van vereiste bruikbaarheid en betrouwbaarheid te houden.
Het reguliere en buitengewone onderhoud van bliksembeveiligingsapparatuur wordt uitgevoerd volgens een onderhoudsprogramma dat is opgesteld door een deskundige op het gebied van bliksembeveiligingsapparatuur, een vertegenwoordiger van de ontwerporganisatie en goedgekeurd door de technisch manager van de organisatie.
Om de blijvende betrouwbaarheid van bliksembeveiligingsapparaten te garanderen, worden alle bliksembeveiligingsapparaten jaarlijks vóór het begin van het onweersseizoen gecontroleerd en geïnspecteerd.
Controles worden ook uitgevoerd na het plaatsen van een bliksembeveiligingssysteem, na het aanbrengen van wijzigingen aan het bliksembeveiligingssysteem, na eventuele schade aan het beschermde object. Elke inspectie wordt uitgevoerd conform het werkprogramma.
Om een inspectie uit te voeren naar de staat van de MZU, geeft het hoofd van de organisatie de reden voor de inspectie aan en organiseert:
commissie voor het uitvoeren van een inspectie van de MZU, met vermelding van de functionele verantwoordelijkheden van de leden van de commissie voor het onderzoeken van bliksembeveiliging;
werkgroep om de nodige metingen uit te voeren;
het tijdstip van de inspectie wordt aangegeven.
Bij het inspecteren en testen van bliksembeveiligingsapparatuur wordt aanbevolen:
controle door visuele inspectie (met behulp van een verrekijker) van de integriteit van bliksemafleiders en neergeleiders, de betrouwbaarheid van hun verbinding en bevestiging aan de masten;
elementen van bliksembeveiligingsapparaten identificeren die vervanging of reparatie vereisen vanwege een schending van hun mechanische sterkte;
de mate van vernietiging door corrosie van individuele elementen van bliksembeveiligingsapparatuur bepalen, maatregelen nemen voor corrosiebescherming en versterking van door corrosie beschadigde elementen;
controleer de betrouwbaarheid van elektrische verbindingen tussen onder spanning staande delen van alle elementen van bliksembeveiligingsapparatuur;
controleren of de bliksembeveiligingsinrichtingen in overeenstemming zijn met het doel van de objecten en, in geval van constructieve of technologische veranderingen gedurende de voorgaande periode, maatregelen schetsen voor de modernisering en reconstructie van de bliksembeveiliging in overeenstemming met de vereisten van deze instructies;
het verduidelijken van het uitvoerende diagram van bliksembeveiligingsapparatuur en het bepalen van de paden van de bliksemstroom die zich door de elementen ervan verspreidt tijdens een bliksemontlading door een bliksemontlading in een luchtterminal te simuleren met behulp van een gespecialiseerd meetcomplex dat is verbonden tussen de bliksemafleider en een op afstand gelegen stroomelektrode;
meet de weerstandswaarde tegen de verspreiding van gepulseerde stroom met behulp van de ampèremeter-voltmetermethode met behulp van een gespecialiseerd meetcomplex;
het meten van de waarden van pulsoverspanningen in voedingsnetwerken tijdens een blikseminslag, de verdeling van de spanningen langs metalen constructies en het aardingssysteem van het gebouw door een blikseminslag in een luchtterminal te simuleren met behulp van een gespecialiseerd meetcomplex;
het meten van de waarde van elektromagnetische velden in de buurt van het bliksembeveiligingsapparaat door een blikseminslag in een luchtterminal te simuleren met behulp van speciale antennes;
controleer de beschikbaarheid van de benodigde documentatie voor bliksembeveiligingsapparatuur.
Alle kunstmatige aardgeleiders, neergeleiders en hun aansluitpunten zijn onderworpen aan een periodieke inspectie met een opening van 6 jaar (voor objecten van categorie I), en jaarlijks wordt tot 20% van hun totale aantal gecontroleerd. Gecorrodeerde aardgeleiders en neerwaartse geleiders moeten, wanneer hun doorsnedeoppervlak met meer dan 25% is verminderd, worden vervangen door nieuwe.
Buitengewone inspecties van bliksembeveiligingsapparatuur moeten worden uitgevoerd na natuurrampen (orkaanwind, overstroming, aardbeving, brand) en onweersbuien van extreme intensiteit.
Buitengewone metingen van de aardingsweerstand van bliksembeveiligingsapparaten moeten worden uitgevoerd nadat alle reparatiewerkzaamheden zijn voltooid, zowel aan bliksembeveiligingsapparaten als aan de beschermde objecten zelf en in de buurt ervan.
De resultaten van inspecties worden geformaliseerd in wetten, vastgelegd in paspoorten en een logboek voor het registreren van de staat van bliksembeveiligingsapparatuur. Op basis van de verkregen gegevens wordt een reparatieplan en het elimineren van defecten aan bliksembeveiligingsapparatuur die tijdens inspecties en controles zijn ontdekt, opgesteld.
Graafwerkzaamheden aan beschermde gebouwen en constructies van objecten, bliksembeveiligingsapparatuur, maar ook in de buurt ervan, worden uitgevoerd met toestemming van de exploiterende organisatie, die verantwoordelijke personen aanwijst die toezicht houden op de veiligheid van bliksembeveiligingsapparatuur.
Het is niet toegestaan om tijdens onweer allerlei werkzaamheden aan bliksembeveiligingsinrichtingen en in de buurt daarvan uit te voeren.
De tekst van het document wordt geverifieerd op basis van:
officiële publicatie
Serie 17. Toezichtdocumenten
in de elektriciteitssector. Uitgave 27. -
M.: JSC "STC "Industriële veiligheid", 2006